Imitando a la naturaleza

La fotosíntesis la llevan a cabo las plantas haciendo intervenir luz, agua y dióxido de carbono. Artificialmente se ha intentado muchas veces imitar a las plantas tratando de lograr la fotosíntesis de forma artificial. Los ingredientes que se han empleado son los mismos, aunque el producto no ha sido la glucosa, sino combustibles como el metano (gas natural) o alcoholes. Son formas de almacenar energía que se libera cuando se queman. Ciertamente, son formas de acumular energía con ventaja frente a la glucosa, con objeto de emplearla en el transporte, las calderas, máquinas y, en general, darle un empleo doméstico o industrial.

Ahora que empezamos a estar preocupados por el destino de nuestra existencia colectiva, pensamos en el control de las emisiones de gases de efecto invernadero. Básicamente, los combustibles que se generan tienen atrapado el dióxido de carbono de la atmósfera, con lo que al quemarlos se reemite la misma cantidad, formando un ciclo que no afectaría al balance de la contaminación atmosférica. La fotosíntesis artificial, aventaja a laproducción de los combustibles fósiles. Las reacciones implican a catalizadores que tienen un papel central que cumplir, como es imitar a la clorofila encargada de captar la luz en las hojas de las plantas y los fotosistemas que son enzimas radicados en las células vegetales que están encargadas de transformar el agua y el dióxido de carbono en glucosa. Un requisito adicional, es que deben ser poco contaminantes y tendrán que estar basados en metales abundantes para que sean suficientemente económicos como para que sean accesibles.

Se han propuesto catalizadores, como los anunciados por Llobet, basados en el rutenio capaces de descomponer el agua en sus elementos constitutivos, oxígeno e hidrógeno, de forma tan eficiente como el que de forma natural llevan a cabo las plantas, con una velocidad similar a la del fotosistema II, que es la enzima que ampara la fotosíntesis vegetal. La descomposición del agua se lleva a cabo en dos pasos sucesivos. En primer lugar, se «oxida» la molécula de agua, generando oxígeno y posteriormente otra reacción produce el hidrógeno. El catalizador aumenta la velocidad de las reacciones. El resultado es la producción, imitando a las plantas, para la generación de forma sostenible, de un combustible que almacena energía reutilizable.

La toma de conciencia del calentamiento global induce proyectos que contribuyan a alcanzar el objetivo de cero emisiones en 2050, como propuso el Acuerdo de París, tratando de evitar un escenario en el cual se haya incrementado en mas de dos grados la temperatura del planeta. Un acuerdo como este requiere además voluntad política, de la que hay muchas dudas, la necesidad de que las tecnologías estén preparadas para que se pueda cumplir el Acuerdo.

Las soluciones eléctricas, como en el transporte, generan dudas, dado que, aun superando la eficacia de las baterías, no son tecnologías todo lo limpias que pudiéramos exigir, al incluir elementos agresivos como el cobalto y similares, por ejemplo. En todo caso, las grandes distancias requieren formas densas de energía. La fotosíntesis artificial ofrece ventajosas soluciones. Al final se utiliza el dióxido de carbono que al quemarlo se vuelve a reintegrar a la atmosfera, no generando más, aunque no reduzcan su presencia.

Hay varias iniciativas europeas que abordan esta línea de investigación, entre las cuales cuenta con iniciativas de origen español, CSIC, País Vasco y Cataluña, con pretensión de conseguir combustibles gaseosos o líquidos a partir de la luz solar, agua y el dióxido de carbono. Aquí las leyes también son operativas y la eficacia condiciona las alternativas. Todavía no disponemos de la solución capaz de satisfacer las exigencias. La Ciencia y la Tecnología tienen recorrido que cubrir. Imitar a la Naturaleza siempre ha dado resultados. Ha tenido más tiempo que nosotros para resolver muchos problemas. Nos lo muestra generosamente, siempre que queramos verlo.