Las hojas artificiales imitan la fotosíntesis, el proceso mediante el cual las plantas usan agua y dióxido de carbono del aire para producir carbohidratos utilizando la energía del sol. Pero incluso las hojas artificiales de última generación, que prometen reducir el dióxido de carbono delatmósfera, solo funcionan en el laboratorio porque usan dióxido de carbono puro y presurizado de los tanques.
Pero ahora, los investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago han propuesto una solución de diseño que podría sacar hojas artificiales del laboratorio y llevarlas al medio ambiente. Su hoja mejorada, que usaría dióxido de carbono, un potente gas de efecto invernadero, deel aire, sería al menos 10 veces más eficiente que las hojas naturales para convertir el dióxido de carbono en combustible. Sus hallazgos se informan en la revista ACS Química e Ingeniería Sostenibles .
"Hasta ahora, todos los diseños de hojas artificiales que se han probado en el laboratorio utilizan dióxido de carbono de tanques presurizados. Para poder implementarse con éxito en el mundo real, estos dispositivos deben poder extraer dióxido de carbono de fuentes mucho más diluidas, como el aire y los gases de combustión, que es el gas emitido por las centrales eléctricas que queman carbón ", dijo Meenesh Singh, profesor asistente de ingeniería química en la Facultad de Ingeniería de la UIC y autor correspondiente del artículo.
Desenganchar el suministro de dióxido de carbono a presión de estas hojas significa que deben tener una manera de recolectar y concentrar dióxido de carbono del aire para impulsar sus reacciones fotosintéticas artificiales.
Singh y su colega Aditya Prajapati, un estudiante graduado en su laboratorio, propusieron resolver este problema encapsulando una hoja artificial tradicional dentro de una cápsula transparente hecha de una membrana semipermeable de resina de amonio cuaternario y llena de agua. La membrana permite el agua.desde el interior para evaporarse cuando se calienta con la luz solar. A medida que el agua pasa a través de la membrana, extrae selectivamente dióxido de carbono del aire. La unidad fotosintética artificial dentro de la cápsula está formada por un absorbente de luz recubierto con catalizadores que convierten el dióxido de carbonoal monóxido de carbono, que puede ser desviado y utilizado como base para la creación de varios combustibles sintéticos. El oxígeno también se produce y se puede recolectar o liberar en el ambiente circundante.
"Al envolver la tecnología tradicional de hojas artificiales dentro de esta membrana especializada, toda la unidad puede funcionar afuera, como una hoja natural", dijo Singh.
Según sus cálculos, 360 hojas, cada una de 1,7 metros de largo y 0,2 metros de ancho, producirían cerca de media tonelada de monóxido de carbono por día que podría usarse como base para combustibles sintéticos. Trescientos sesenta de estoslas hojas que cubren un área cuadrada de 500 metros podrían reducir los niveles de dióxido de carbono en un 10 por ciento en el aire circundante dentro de los 100 metros de la matriz en un día.
"Nuestro diseño conceptual utiliza materiales y tecnología fácilmente disponibles, que cuando se combinan pueden producir una hoja artificial que está lista para desplegarse fuera del laboratorio donde puede desempeñar un papel importante en la reducción de gases de efecto invernadero en la atmósfera", dijo Singh.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Chicago . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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