25/04/2024
25/05/2020
Convertir la energía solar en electricidad a través de una fotocelda biológica, una alternativa prometedora para generar energía limpia basada en materiales de bajo costo. Este es el objetivo de la investigación uniandina publicada por la prestigiosa revista académica Scientific Reports de la casa editorial Nature, en la que participa Juan Carlos Cruz, profesor del Departamento de Ingeniería Biomédica, Andrés Gómez director del Departamento de Ingeniería Química y Jenny Hernández profesora del Departamento de Física.
El trabajo titulado Rational Design of Photo-Electrochemical Hybrid Devices Based on Graphene and Chlamydomonas reinhardtii Light-Harvesting Proteins es la inmovilización de una antena biológica derivada de la microalga Chlamydomonas reinhardtii en un electrodo del material 2D grafeno. Esto se hizo con el propósito de imitar los procesos de conversión de energía solar de organismos fotosintéticos, el cual es un proceso de conversión de energía de alta eficiencia. Los resultados sugieren que se puede fabricar una nueva familia de dispositivos fotovoltaicos de película delgada a base de grafeno a partir de proteínas de captación de luz LHC y abre la posibilidad de explorar aún más, los procesos fundamentales de transferencia de energía para componentes biológicos interconectados con materiales sintéticos.
Los investigadores utilizaron la información genética de las proteínas antena encontradas en las microalgas y las expresaron en forma recombinante en la bacteria E. coli. Dichas proteínas son expresadas en gran cantidad en esta bacteria, purificadas e inmovilizadas en celdas de cuatro milímetros de espesor de óxido de grafeno. “El resultado son unos dispositivos fáciles de transportar y livianos, realizados de fuentes renovables y de fácil extracción. Eventualmente, si seguimos trabajando en este desarrollo podríamos llegar a las eficiencias que tienen los dispositivos fotovoltaicos de la actualidad” explicó el profesor Cruz.
El siguiente paso para los científicos es aplicar principios de Ingeniería para el escalado de la producción de las celdas fotoelectroquímicas y también mejorar su eficiencia. Ellos quieren seguir optimizando el proceso e incluso combinarlo con proteínas fotosintéticas de otros organismos que tengan un espectro de absorción mucho más amplio.
Otros autores del proyecto son: Ángel Fernández, investigador posdoctoral del Departamento de Ingeniería Química y Martha Ortiz, estudiante de maestría en Física. Encuentre la publicación aquí.
