Fotosíntesis artificial para producir oxígeno real

International Space Station solar panels in 2021 pillars
Paneles solares de la Estación Espacial Internacional. Crédito: NASA/ESA–T. Pesquet

En la Tierra, nuestras variadas y abundantes especies de plantas producen todo el oxígeno que necesitamos para respirar, pero cuando nos aventuramos fuera de nuestro mundo, como en la Estación Espacial Internacional o la Luna, necesitamos hacer la nuestra.

Actualmente se están desarrollando dispositivos que imitan el proceso de fotosíntesis en las plantas para convertir la luz solar y el agua en oxígeno. Un estudio realizado por la Universidad de Warwick, Reino Unido, la Universidad de Bremen, Alemania, y EPFL, Suiza, patrocinado por la ESA, ha demostrado que trabajarán en la Luna e incluso en Marte.

Actualmente, la electrólisis es la forma más común de producir oxígeno a partir del agua, pero este proceso requiere electricidad.

Inspirados en las plantas, los dispositivos de fotosíntesis artificial producen oxígeno a partir del agua y la luz solar utilizando materiales semiconductores recubiertos con catalizadores metálicos y, por lo tanto, evitan la necesidad de electricidad.

«Se ha detectado agua en la Luna y en Marte, por lo que este estudio allana el camino para desarrollar un dispositivo alternativo que mantenga a los futuros astronautas respirando oxígeno fresco en las misiones de exploración», dice Brigitte Lamaze, ingeniera de control ambiental y soporte vital de la ESA.

«Formas más eficientes y respetuosas con el medio ambiente para recrear partes de las condiciones vivificantes de la atmósfera de la Tierra, utilizando los recursos disponibles, prometen afinar nuestro objetivo de crear un ecosistema completo en una caja».

«En la ESA estamos constantemente empujando los límites del conocimiento teórico para desarrollar y crear una mejor tecnología», dice Christel Paille, ingeniera de control ambiental y soporte vital de la ESA, «Este estudio es solo un ejemplo de cómo estamos progresando para comprender los desarrollos necesarios para las nuevas tecnologías espaciales«.

Un cráter de impacto sin nombre ubicado en Vastitas Borealis, una amplia llanura de Marte. Crédito: ESA/DLR/FU Berlín (G. Neukum)

El equipo de investigación ha calculado que la fotosíntesis artificial incluso funcionaría en Marte, donde la luz solar es menos intensa ya que está más lejos del Sol. Los espejos solares simples para concentrar la luz solar mejorarían el proceso y podrían conducir a mayores rendimientos de producción de oxígeno.

«Se necesitarán varios años de intensa investigación antes de que podamos usar esta tecnología en el espacio, pero copiar los bits esenciales de la fotosíntesis de la naturaleza podría darnos algunas ventajas, y nuestro estudio ha demostrado que la teoría es sólida», dice Katharina Brinkert del equipo de investigación de la Universidad de Warwick.

«La exploración del espacio se basa en la energía renovable y, por lo tanto, tiene un valor directo para nuestra transición energética en la Tierra. Los conocimientos que obtenemos al diseñar y fabricar estos dispositivos de fotosíntesis artificial podrían ayudarnos a enfrentar el desafío de la energía verde en la Tierra y podrían convertirse en una parte clave en la realización de nuestros objetivos de sostenibilidad en la Tierra y más allá «, concluye Katharina.

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