Aunque las plantas pueden servir como fuente de alimento, oxígeno y decoración, a menudo no se las considera una buena fuente de electricidad.
por la Sociedad Química Americana
Pero al recolectar electrones transportados naturalmente dentro de las células vegetales, los científicos pueden generar electricidad como parte de una célula solar biológica «verde».
Ahora, los investigadores que informan en ACS Applied Materials & Interfaces han utilizado, por primera vez, una planta suculenta para crear una «célula biosolar» viva que funciona con la fotosíntesis.
En todas las células vivas , desde bacterias y hongos hasta plantas y animales, los electrones se transportan como parte de procesos bioquímicos naturales. Pero si los electrodos están presentes, las celdas pueden generar electricidad que se puede usar externamente. Investigadores anteriores crearon celdas de combustible de esta manera con bacterias, pero los microbios tenían que ser alimentados constantemente. En cambio, los científicos, incluido el equipo de Noam Adir, recurrieron a la fotosíntesis para generar corriente.
Durante este proceso, la luz impulsa un flujo de electrones del agua que finalmente da como resultado la generación de oxígeno y azúcar. Esto significa que las células fotosintéticas vivas producen constantemente un flujo de electrones que pueden extraerse como una «fotocorriente» y usarse para alimentar un circuito externo, como una célula solar.
Ciertas plantas, como las suculentas que se encuentran en ambientes áridos, tienen cutículas gruesas para mantener el agua y los nutrientes dentro de sus hojas. Yaniv Shlosberg, Gadi Schuster y Adir querían probar, por primera vez, si la fotosíntesis en plantas suculentas podría generar energía para células solares vivas utilizando su agua y nutrientes internos como la solución electrolítica de una célula electroquímica.
Los investigadores crearon una célula solar viva utilizando la suculenta Corpuscularia lehmannii, también llamada «planta de hielo». Insertaron un ánodo de hierro y un cátodo de platino en una de las hojas de la planta y encontraron que su voltaje era de 0.28V. Cuando se conectaba a un circuito, producía hasta 20 µA/cm 2 de densidad de fotocorriente, cuando se exponía a la luz y podía seguir produciendo corriente durante más de un día.
Aunque estos números son menores que los de una batería alcalina tradicional, son representativos de una sola hoja. Estudios previos sobre dispositivos orgánicos similares sugieren que conectar varias hojas en serie podría aumentar el voltaje.
El equipo diseñó específicamente la célula solar viva para que los protones dentro de la solución de la hoja interna pudieran combinarse para formar gas hidrógeno en el cátodo, y este hidrógeno podría recolectarse y usarse en otras aplicaciones. Los investigadores dicen que su método podría permitir el desarrollo de futuras tecnologías de energía verde multifuncionales y sostenibles.
Más información: Yaniv Shlosberg et al, Célula biofotoelectroquímica autocerrada en plantas suculentas,
ACS Applied Materials & Interfaces (2022). DOI: 10.1021/acsami.2c15123
