Las plantas son el mayor aliado de la humanidad en la lucha contra el cambio climático. Absorben dióxido de carbono y lo convierten en hojas y ramas. Cuantos más árboles planta la humanidad, menos contaminación por carbono que atrapa calor hay en el aire. Por desgracia, las plantas necesitan mucha agua y tierra, tanto que quizá los humanos necesiten un nuevo para encontrar un nuevo aliado que ayude a reducir todo ese carbono.
Nueva investigación de un equipo de científicos alemanes sugiere que la fotosíntesis artificial podría ayudar. Los científicos instan al mundo a invertir en esta tecnología, que todavía resulta demasiado costosa para ser práctica.
La fotosíntesis artificial imita el proceso que nutre de forma natural a las plantas. Como en el caso real, la tecnología utiliza dióxido de carbono y agua como alimento, y la luz solar como fuente de energía. Pero, en lugar de convertir ese dióxido de carbono y agua en hojas y ramas, produce productos ricos en carbono, como el alcohol. El proceso emplea un tipo especial de célula solar que absorbe la luz solar y transfiere electricidad a un depósito de dióxido de carbono disuelto en agua. Los catalizadores propician una transformación química que produce oxígeno y un subproducto a base de carbono.
«El oxígeno se libera después al aire, igual que hacen las plantas. El otro producto se captura y almacena, por ejemplo, en yacimientos de petróleo agotados», dijo Matthias May, físico del Instituto HZB de Combustibles Solares de Berlín y coautor del artículo, publicado en la revista Earth System Dynamics. Resulta que la fotosíntesis artificial es más eficiente que la natural. «La gran diferencia es que para ello utilizamos materiales artificiales e inorgánicos, que permiten de forma efectiva eficiencias de conversión mucho mayores», añadió. «Esto es emocionante, ya que la alta eficiencia se traduce en una huella de tierra y agua mucho menor». Los científicos afirman que estas hojas artificiales podrían instalarse en desiertos, donde no hay árboles ni cultivos que ya capturen dióxido de carbono.
«Hasta ahora, el principal enfoque de la comunidad de la fotosíntesis artificial [ha sido] los combustibles solares», que utilizan la luz solar y el dióxido de carbono para producir combustibles líquidos, dijo May. El problema es que, cuando se queman los combustibles solares, el carbono almacenado en ellos vuelve a la atmósfera. Sin embargo, el enfoque propuesto por May ofrece una forma de almacenar ese carbono bajo tierra. Así, en lugar de reciclar el dióxido de carbono que atrapa calor, los científicos lo enterrarían, enfriando el planeta. Por ahora, sin embargo, la captura de carbono en cualquier forma sigue siendo poco práctica y costosa. Frenar el uso de combustibles fósiles sigue siendo la forma más barata y eficaz de frenar el cambio climático.
«Reducir las emisiones siempre será el enfoque más barato y atractivo», dijo May. «Pero, como el desarrollo de nuevas tecnologías [de captura de carbono], especialmente a las enormes escalas que probablemente necesitaremos, lleva décadas, y es posible que tengamos que empezar a implementarlas ya en 2030, debemos analizar y evaluar las opciones ahora y no más adelante». Incluso las propuestas más modestas para detener el cambio climático exigen eliminar 10 gigatoneladas de dióxido de carbono al año para 2050, lo que equivale aproximadamente a una cuarta parte de toda la contaminación de carbono causada por el ser humano en 2018, según May.
Alcanzar estos objetivos mediante la fotosíntesis natural sería difícil debido a la cantidad de agua y tierra que se requiere. La fotosíntesis artificial podría ofrecer una alternativa viable. May afirmó que una superficie aproximadamente del tamaño de Hawái, cubierta de hojas artificiales, podría capturar tanta cantidad de dióxido de carbono como una superficie del tamaño de Europa cubierta con las plantas más voraces en carbono.
El desafío tecnológico consiste en desarrollar catalizadores baratos y eficientes, y células solares duraderas. «Esto requerirá un esfuerzo de investigación mundial y duradero, probablemente similar al de la energía de fusión, que, sin embargo, no garantiza el éxito en el plazo previsto», afirmó. Los países también tendrían que encontrar la forma de financiarlo.
La fotosíntesis artificial es solo una de las muchas posibilidades, dijo May. «Por ahora, es difícil decir qué tecnología será la más viable», dijo May. Pero, aunque la fotosíntesis artificial podría estar entre las más costosas, «el potencial de la tecnología es enorme», dijo May.
