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Conversión de energía solar en energía eléctrica a través de pilas foto-bioelectroquímicas

Un nuevo paradigma para el desarrollo de pilas foto- bioelectroquímicas ha sido descrito en la revista Nature Energy por investigadores de la Universidad Hebrea de Jerusalén, en Israel, y la Universidad de Bochum, en Alemania.

El diseño de pilas foto- bioelectroquímicas basadas en la reacción fotosintética nativa está atrayendo recientemente un interés considerable como medio para la conversión de energía solar en energía eléctrica.

En el aparato fotosintético natural, la reacción fotosintética está acoplada a transformaciones biocatalíticas que conducen a la fijación de CO2 y a la evolución de O2. Aunque se han logrado avances significativos en la integración de los foto-sistemas nativos con electrodos para la conversión de energía solar en electricidad, la conjugación de los foto-sistemas a las enzimas para producir pilas solares foto-bioelectrocatalíticas sigue siendo un desafío.

Ahora, investigadores informan de la construcción de pilas foto- bioelectroquímicas utilizando la reacción fotosintética nativa y la enzima glucosa oxidasa o glucosa deshidrogenasa. El sistema consta de electrodos integrados modificados que incluyen el centro de reacción fotosintético natural, conocido como foto-sistema I, conjugado con las enzimas glucosa oxidasa o glucosa deshidrogenasa. Las proteínas nativas están eléctricamente conectadas a través de mediadores de transferencia de electrones químicos. La fotoirradiación de los electrodos conduce a la generación de energía eléctrica, mientras que la oxidación del sustrato de glucosa actúa como un combustible.

El sistema proporciona un modelo para aprovechar el aparato fotosintético nativo para la conversión de la energía de la luz solar en energía eléctrica, utilizando sustratos de biomasa como combustible. En contraste con numerosos sistemas bioelectroquímicos que utilizan energía eléctrica para oxidar la glucosa, este estudio presenta la aplicación del foto-sistema nativo para producir energía eléctrica utilizando la luz como fuente de energía.

Las nuevas pilas foto- bioelectroquímicas apuntan a un nuevo método para dirigir fotónicamente a las pilas de combustible biocatalíticas mientras se genera energía eléctrica a partir de energía solar.