Popeye lo aprobaría: la espinaca podría ser clave para los catalizadores de pilas de combustible renovables

Popeye lo aprobaría: la espinaca podría ser clave para los catalizadores de pilas de combustible renovablesPopeye película, c. 1945. Los científicos de la American University creen que las hojas verdes tienen el potencial de ayudar a impulsar las futuras pilas de combustible “. />
Agrandar / Popeye busca una lata de espinacas en un alambique de un desconocido Popeye película, c. 1945. Los científicos de la American University creen que las hojas verdes tienen el potencial de ayudar a impulsar las futuras pilas de combustible.

Paramount Pictures / Cortesía de Getty Image

Cuando se trata de hacer eficiente celdas de combustible, se trata del catalizador. Un buen catalizador dará como resultado reacciones químicas más rápidas y eficientes y, por lo tanto, una mayor producción de energía. Las pilas de combustible de hoy suelen depender de catalizadores a base de platino. Pero los científicos de la American University cree que la espinaca—Considerado un “superalimento” porque está repleto de nutrientes— sería un excelente catalizador renovable rico en carbono, según los experimentos de prueba de principio descritos en un artículo reciente publicado en la revista ACS Omega. Popeye definitivamente lo aprobaría.

La espinaca tiene una historia sorprendentemente larga en la ciencia; la noción de explotar su fotosintético y las propiedades electroquímicas existen desde hace unos 40 años. La espinaca es abundante, barata, fácil de cultivar y rica en hierro y nitrógeno. Hace muchos (¡muchos!) Años, como un joven escritor científico en ciernes, asistí a una conferencia del físico Elias Greenbaum (entonces con Oak Ridge National Labs) sobre su investigación relacionada con la espinaca. Específicamente, estaba interesado en los “centros de reacción” basados ​​en proteínas en las hojas de espinaca que son el mecanismo básico de la fotosíntesis, el proceso químico mediante el cual las plantas convierten el dióxido de carbono en oxígeno y carbohidratos.

Hay dos tipos de centros de reacción. Un tipo, conocido como fotosistema 1 (PS1), convierte el dióxido de carbono en azúcar; el otro, el fotosistema 2 (PS2), divide el agua para producir oxígeno. Existe un gran interés científico en PS1, que actúa como una pequeña batería fotosensible, absorbiendo energía de la luz solar y emitiendo electrones con una eficiencia de casi el 100 por ciento. Los PS1 son capaces de generar un flujo de electricidad inducido por la luz en fracciones de segundo.

Por supuesto, no es una gran cantidad de energía, pero es suficiente para hacer funcionar algún día pequeñas máquinas moleculares. El trabajo de Greenbaum era prometedor para la construcción de retinas artificiales, por ejemplo, reemplazando las células retinianas dañadas con PS1 sensibles a la luz para restaurar la visión en aquellos que padecen una afección ocular degenerativa. Dado que los PS1 se pueden modificar para que se comporten como diodos, pasando corriente en una dirección pero no en la otra, podrían usarse para construir puertas lógicas para un procesador de computadora rudimentario si uno pudiera conectarlos a través de cables del tamaño de una molécula hechos de nanotubos de carbono.

Greenbaum es solo uno de los muchos investigadores interesados ​​en las espinacas. Por ejemplo, en 2012, científicos de la Universidad de Vanderbilt PS1 combinados con silicio para obtener niveles de corriente casi 1.000 veces más altos que los logrados al depositar los centros de proteínas en metales, junto con un modesto aumento de voltaje. El objetivo era eventualmente construir células solares “biohíbridas” que pudieran competir con las células solares de silicio estándar en términos de voltaje y niveles de corriente.

La espinaca también tiene otras propiedades interesantes más allá de sus centros de reacción. Por ejemplo, un Documento de 2014 por investigadores chinos informaron sobre experimentos para recolectar carbón activado de espinacas para electrodos de capacitores, mientras solo en diciembre pasado, otro grupo de científicos chinos examinó el potencial de hacer nanocompuestos basados ​​en espinacas para que sirvan como fotocatalizadores.

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