Botánica

Los científicos observan de cerca las algas raras que son más eficientes que los paneles solares.

Un solo complejo de proteínas ingenioso hace posible que las algas y cianobacterias utilicen y almacenen la energía solar de manera más eficiente que cualquier otro organismo en la tierra. Los científicos de las universidades de Utrecht y Birmingham han desentrañado el mecanismo, que podría servir como fuente de inspiración para las células fotovoltaicas súper eficientes. Publicaron sus resultados en la respetada revista científica Cell Chem.

Al igual que las plantas, las algas almacenan la energía del sol en la biomasa mediante la fotosíntesis, pero mientras que las plantas solo almacenan un promedio del 12 por ciento de la energía, las algas pueden almacenar hasta el 98 por ciento. “Ese enorme grado de eficiencia hace que las algas sean ideales para el almacenamiento y la conversión de energía”, explica Sem Tamara, PhD Candidate en la Universidad de Utrecht.

Sistema de recolección de luz altamente complejo.

Tamara realiza investigaciones sobre la estructura molecular que facilita el proceso de fotosíntesis eficiente en las algas. Una sola alga tiene muchas protuberancias en su superficie, llamadas antenas, que forman componentes vitales de su sistema de captación de luz. “Es un sistema muy complejo. Cada protuberancia está formada por pilas de pequeños discos. Dentro de cada disco, hay un bloque de construcción ‘gamma’ que pasa la luz de manera eficiente al sistema «.

Diferentes formas de una sola molécula.

Tamara utilizó la espectrometría de masas (EM) para descubrir que puede haber hasta 20 tipos diferentes de bloques de construcción gamma. “La EM te permite determinar el peso de las moléculas. Cada molécula específica tiene su propio peso. El número de picos en nuestro espectro de masas muestra el número de formas diferentes de un tipo específico de molécula”. Hasta ahora, Tamara ha definido con precisión cuatro bloques de construcción gamma diferentes. «Y algunos de ellos pueden convertir la luz mejor que otros».

Eficiente a través de la diversidad.

Sin embargo, la amplia diversidad de moléculas que dejan pasar la luz no significa que una forma del sistema de captación de luz sea más eficiente que otra. Según el Profesor de Espectrometría de Masas Albert Heck, el supervisor de PhD de Tamara: “Creo que la diversidad de los componentes de gamma es lo que hace que el sistema funcione de manera óptima en cualquier circunstancia. Puede adaptarse constantemente, por lo que es mucho más refinado de lo que pensábamos anteriormente».

Nueva generación de paneles solares.

Heck espera que los paneles solares actuales, que tienen un rendimiento de 20 por ciento como máximo, puedan ser mejorados con la ayuda del mismo sistema que usan las algas. “El ingenioso panel de control que utilizan las algas para convertir la luz solar en energía utilizable es más complicado que un reloj suizo. Este es el producto de tres mil millones de años de evolución, y los ingenieros podrían aprender mucho de ello. Un organismo primordial que nos da el plano para las células solares súper eficientes definitivas».

Fuente: Utrecht University.
Referencia: Revista Cell Chem.

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