Esta hoja artificial busca combatir el cambio climático

SAN FRANCISCO (CNN) - Una hoja hecha por el hombre podría tener el potencial para ayudar a combatir las emisiones de dióxido de carbono que conducen al cambio climático.

Investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago (UIC) crearon un prototipo de hoja artificial diseñado para reducir el dióxido de carbono, el principal gas de efecto invernadero causante del calentamiento global y del cambio climático, dicen los expertos. El CO2 es liberado por los seres humanos a través de la electricidad, el transporte y la producción de acero.

En 2016, el dióxido de carbono representó aproximadamente el 81.6% de todas las emisiones de gases de efecto invernadero en Estados Unidos causadas por humanos, según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA, por sus siglas en inglés).

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Los investigadores que crearon la hoja, que publicaron su trabajo en un artículo reciente en la revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering, son el último grupo en tratar de imitar la función que realizan las hojas de verdad para combatir las emisiones.

Meenesh Singh, profesor asistente en el departamento de Ingeniería Química de la UIC, y Aditya Prajapati, una estudiante graduada en su laboratorio, están detrás del prototipo de hoja artificial. Según Singh, la hoja artificial podría ser 10 veces más eficiente que las hojas reales en la conversión del dióxido de carbono para reducir el cambio climático y producir energía más limpia.

La motivación de Singh fue crear un dispositivo que pudiera funcionar fuera de un laboratorio.

Funciona de la misma manera en que los árboles y las plantas absorben el dióxido de carbono a través de las hojas y lo convierten en el combustible que necesitan para vivir. El carbono, que es convertido en carbohidratos, es almacenado mientras que el oxígeno se libera nuevamente a la atmósfera.

Pero la hoja artificial no produce carbohidratos como lo hacen las plantas reales y, en vez de ello, produce monóxido de carbono para crear combustibles sintéticos más limpios. También produce gas oxígeno que puede ser liberado a la atmósfera.

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Singh dijo que la hoja puede ser usada a pequeña escala, como en el techo de una casa, o en una escala mayor, por ejemplo, en una central eléctrica.

La hoja artificial en forma de cubo presenta un recubrimiento acrílico y fue hecha utilizando estomas artificiales para imitar las aberturas similares a poros en las hojas reales. El estoma artificial es una membrana que permite el intercambio de iones cargados negativamente.

Se está realizando mucha investigación en torno a las hojas artificiales e incluso a los árboles artificiales. Pero el equipo de la UIC ha creado un prototipo que ha sido probado en un laboratorio y puede funcionar en condiciones reales.

Sin embargo, aún no está claro cuándo estará listo un producto similar para su uso comercial a gran escala.

El prototipo de Singh puede funcionar utilizando formas diluidas de CO2. Esto se asemeja más al CO2 que existe en la atmósfera como un subproducto de procesos industriales. La mayoría de los otros prototipos se basan en CO2 puro, que está más cerca del dióxido de carbono hallado en el agua carbonatada que el de las emisiones. Debido a que la hoja de Singh puede usar CO2 diluido, puede extraerlo directamente del aire y trabajar fuera de las condiciones del laboratorio. Singh dijo que actualmente se está probando el prototipo para ver a qué velocidad puede capturar continuamente el carbono del aire.

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Larry Curtiss, un distinguido miembro del Argonne National Laboratory, cree que tecnología como la proveniente de la UIC podría ser eficaz como una solución para disminuir los gases nocivos en la atmósfera.

“Este tipo de investigación innovadora a escala de laboratorio es un paso hacia un eventual sistema comercial que pueda ayudar a reducir significativamente las emisiones de dióxido de carbono”, dijo Curtiss.

Harry Atwater, el director del Joint Center for Artificial Photosynthesis, el programa más grande de su tipo en Estados Unidos, concuerda en que la lucha contra las emisiones de carbono es fundamental.

Atwater dijo que es cada vez más evidente que no tenemos la capacidad para lidiar con lo que estamos poniendo en la atmósfera.

“[Singh] ha utilizado fuentes más diluidas, y eso es importante”, dijo Atwater. “Es un gran paso conceptual que un espacio para pensar cómo lidiamos con [las emisiones]”.