El modelo está basado en los procesos químicos y biológicos de las hojas naturales y según los investigadores podría conducir a una dispositivo que capture energía solar y produzca un combustible "limpio" como el hidrógeno.
Los detalles de la investigación fueron presentados durante la conferencia anual de la Sociedad Química Estadounidense que se celebra en San Francisco, Estados Unidos.
Proceso eficiente
Cuando la luz solar cae sobre las hojas de un árbol, la planta puede convertir esa energía luminosa en energía química utilizando dióxido de carbono y agua.
Este proceso altamente eficiente, llamado fotosíntesis, conduce a que la planta emita oxígeno como un subproducto.
Ahora, los investigadores de la Universidad de Shangai Jiaotong, en China -que durante años han estado analizando esta capacidad de fotosíntesis de las plantas- lograron crear una estrategia de diseño para una hoja artificial que podría ser utilizada para dividir el agua en sus partes componentes: hidrógeno y oxígeno.
Se considera que esta división del agua podría ser una estrategia muy prometedora en la búsqueda de alternativas para los combustibles fósiles, como el carbón y petróleo, porque el hidrógeno podría ser utilizado como un combustible "limpio" con bajas emisiones.
Al quemarse, el carbón y el petróleo liberan dióxido de carbono, el principal gas de efecto invernadero. Pero el hidrógeno emite sólo vapor de agua durante su combustión.
El problema hasta ahora ha sido poder desarrollar una forma costo efectiva de producir hidrógeno.
Producción de hidrógeno
El hidrógeno es una alternativa de combustible más limpio que el petróleo.
El enfoque de los científicos en China está centrado en una hoja inorgánica artificial basada en una planta "infiltrada" con partículas de dióxido de titanio para producir hidrógeno.
"Este concepto podría ofrecer una nueva visión en el diseño de sistemas artificiales fotosintéticos basados en ejemplos biológicos para la construcción de un prototipo de trabajo que explote los recursos de energía sostenible" afirma el doctor Tongxiang Fan, quien dirigió el estudio.
Los científicos primero infiltraron dióxido de titanio en hojas de la Anemona vitifolia -una planta nativa de China- en un proceso de dos pasos.
Utilizando técnicas avanzadas de espectroscopía, los investigadores confirmaron que las características estructurales de estas hojas favorecían la recolección y aprovechamiento de la luz.
Tras las pruebas iniciales los investigadores encontraron que las hojas combinadas con dióxido de titanio eran ocho veces más activas en la producción de hidrógeno que el propio titanio.
Según los científicos, los resultados iniciales representan un primer paso importante hacia la construcción del prototipo de una hoja artificial.
Tal como señala el doctor Fan "la naturaleza todavía tiene mucho que enseñarnos, y el ingenio humano es capaz de modificar los principios de los sistemas naturales para mejorar su utilidad".
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