La posibilidad de emplear bacterias en celdas fotovoltaicas
Fuente: FECYT
Un nuevo descubrimiento sobre las propiedades de bacterias verdes del azufre puede ser útil para el desarrollo de una nueva generación de celdas fotovoltaicas.Este tipo de bacterias contiene hasta un cuarto de millón de moléculas de clorofila en los clorosomas, las antenas recolectoras de luz más grandes y eficientes de la naturaleza. El equipo internacional de investigadores, en un artículo publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), opina que la estructura de estas moléculas puede aprovecharse para desarrollar nuevas formas de generar energía.
Los clorosomas se componen de cientos de miles de «bacterioclorofilas (BChl) autoensambladas». La comunidad científica viene debatiendo la estructura de los clorosomas desde hace décadas, pero aún no ha logrado descifrar los secretos sobre ellos que proporcionarían una valiosísima información para la producción de energía.
Aunque ya se conocen bastante bien los mecanismos que hacen funcionar las antenas recolectoras de luz que poseen algunos organismos fotosintéticos (como las plantas y algas), entender los clorosomas sigue siendo todo un reto. Su composición molecular es heterogénea, por lo que no existe la posibilidad de emplear cristalografía de rayos X para resolver el enigma de su estructura. Además, la información obtenida mediante el empleo de técnicas bioquímicas y de microscopía ha deparado hasta ahora resultados contradictorios.
«Dado que [los clorosomas] forman orgánulos muy grandes y de composición heterogénea, eran el único sistema de antenas fotosintéticas sobre el que no se dispone de información estructural detallada», se indica en el estudio. «En el enfoque que hemos empleado, se determinó la estructura de un individuo de la clase de los clorosomas y se comparó con el "tipo natural" con el fin de averiguar cómo se establece la función biológica del clorosoma que capta luz.»
Los investigadores utilizaron técnicas genéticas en conjunción con dos técnicas sofisticadas de obtención de imágenes biológicas: tomografía crioelectrónica y resonancia magnética nuclear (RNM) en estado sólido. Descubrieron que la estructura de un clorosoma se compone de una combinación de nanotubos concéntricos que producen un marco sólido para las antenas productoras de luz.
Según el estudio, «la razón por la que capta energía de manera tan eficaz y extremadamente rápida se debe a una "ruta de deslocalización del excitón helicoidal" (helical exciton delocalisation pathway)». Dicho de otro modo, se produce una migración energética muy rápida desde la membrana celular hasta las proteínas mediante hélices formadas por moléculas de clorofila, produciendo así la conversión química.
El coordinador de la investigación, el profesor Huub de Groot de la Universidad de Leiden (Países Bajos), sugiere que los nuevos descubrimientos podrían emplearse para crear estructuras similares a modo de «hojas artificiales», por ejemplo celdas fotovoltaicas que conviertan la energía del sol en combustibles.
En lo referente a dispositivos de conversión solar, los clorosomas son un modelo atractivo de imitar gracias a su composición sencilla y su capacidad para funcionar de forma adecuada incluso en situaciones de poca luz (las bacterias verdes viven en condiciones de intensidad lumínica extremadamente pobres). Este proceso natural descubierto por los científicos puede ser ahora la fuente de nuevas formas de afrontar el reto que supone la adaptación de materiales nanoestructurados para la conversión de la luz solar en energía.
Para más información, consulte:
Universidad de Leiden:
http://www.leidenuniv.nl/
PNAS:
http://www.pnas.org/
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La posibilidad de emplear bacterias en celdas fotovoltaicas
Posted - 18/05/2009 : 13:18:27
