Los científicos piratean la etapa inicial de la fotosíntesis en el avance de los biocombustibles

El mes pasado , exxonmobil (Bolsa de Nueva York: XOM) saqué el enchufe En el proyecto de biocombustible de algas de 14 años para convertirse en la última compañía petrolera en abandonar lo que alguna vez se consideró el combustible del futuro, la idea no carecía de mérito. Las algas tienen algunas ventajas claras sobre los filtros de biofiltro, principalmente porque estos microorganismos fotosintéticos son extremadamente eficientes para convertir la luz solar en biomasa; Posee Alto contenido de grasa hasta el 80% Para algunos cultivares y más diversos que, por ejemplo, el maíz, un cultivo popular para biocombustibles.

Desafortunadamente, a Exxon y sus grupos afiliados a las grandes petroleras les ha resultado muy difícil hacer que la economía de los biocombustibles de algas sea competitiva con la de un crudo mucho más barato, con la compañía de bioproductos a base de algas. silana Estima que el petróleo crudo debe llegar a $ 500/bbl para que los biocombustibles de algas compitan con éxito.

Pero un nuevo descubrimiento por parte de los científicos podría ofrecer a compañías como Exxon y a los jugadores de energía renovable un nuevo salvavidas. Los científicos tienen «Hackeado» una etapa temprana de la fotosíntesis Y descubrió nuevas formas de extraer energía del proceso, un descubrimiento que podría ayudar a generar combustibles limpios y energía renovable.

Truco de fotosíntesis

Un equipo internacional de biólogos, químicos y físicos, liderado por la Universidad de Cambridge, ha logrado estudiar la fotosíntesis a nivel molecular y en una escala de tiempo ultrarrápida: millonésimas de millonésima de segundo.

Aunque el proceso por el cual las plantas convierten la luz solar y el agua en energía ha sido conocido por los humanos durante siglos, la fotofísica del proceso, incluidos los cambios atómicos y moleculares que ocurren cuando las plantas absorben la luz solar, no se comprende bien. Un gran desafío para comprender completamente la fotosíntesis es que el proceso es demasiado rápido para que lo puedan rastrear muchos sistemas de monitoreo convencionales. Para superar esta barrera, el equipo de Cambridge desarrolló una técnica utilizando técnicas de espectroscopia ultrarrápida utilizando pulsos de láser dirigidos a muestras de células vivas para monitorear cambios celulares rápidos.

Según el autor del estudio, Tomi Baikie, estos láseres toman «fotografías» de las células fotosintéticas a una velocidad de «…Un millón de veces más rápido que tu iPhone. La electrónica (cuántica) en el mundo de las plantas es bastante sorprendente. No esperábamos que funcionara del todo, pero funcionó muy, muy bien. Esto significa que tenemos una nueva herramienta para comprender las células.»

El hallazgo clave del equipo es que los electrones necesarios para la fotosíntesis se extraen de las células mucho antes de lo que se pensaba. Zhang y sus colegas han estado tratando de entender cómo las moléculas en forma de anillo llamadas quinonas pueden «robar» electrones de la fotosíntesis. Las quinonas pueden aceptar y ceder electrones fácilmente. Los científicos han utilizado la espectroscopia de absorción transitoria ultrarrápida para estudiar cómo se comportan las quinonas en las cianobacterias fotosintéticas en tiempo real, mientras que ha habido muchos intentos de «robar» electrones de la fotosíntesis en el tiempo».Lograr esto abriría muchas posibilidades emocionantes en las que las células fotovoltaicas y sus componentes pueden actuar como catalizadores de autogeneración y autorreparación que no pueden ser replicados por sistemas artificiales». La complicación hasta ahora, agregó Zhang, es que los investigadores no pudieron «ver» dónde se robaban los componentes electrónicos del interior de las celdas.

Si eso suena un poco bizantino y poco ortodoxo, la gran conclusión aquí es que este descubrimiento es un posible cambio de juego con una gama de aplicaciones futuras, desde biocombustibles hasta el desarrollo de cultivos más eficientes, lo que podría mejorar la competitividad de los futuros biocombustibles. Además, los científicos han estado estudiando cómo se puede utilizar la fotosíntesis para hacer frente a la crisis climática, simulando procesos fotosintéticos para generar combustible limpio a partir de la luz solar y el agua, por ejemplo.

«Todo lo que se necesita son algunos trucos básicos para cambiar completamente el campo. Estos avances requieren tiempo, pero también una inversión en ciencia básica e investigación interdisciplinaria. Este trabajo es una hermosa demostración de esto, hemos cambiado las publicaciones de destino que esta tecnología puede ser,dijo Zhang.

Por Alex Kimani para Oilprice.com

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