Ep510_B: Fotosíntesis; Toponio; Planeta 9; Einstein 100 5o5e6x

Bien, gracias por seguirnos acompañando. Comenzamos aquí la cara B de este episodio y estaba Juan Carlos explicándonos este paper que, según él, es prácticamente un candidato a premio señal con esta fotosíntesis artificial que proponen los autores. Así es. El artículo se llama fotosíntesis artificial orientada a la síntesis orgánica. No se puede hacer más compacto y mejor.

El título es al grano. Había mencionado los autores Nature Communication, Universidad de Sagoya y Tokio y Shinshu. Estaba buscando mis notas. Y bueno, su objetivo era conseguir la fotosíntesis artificial FETEN, sin liberar guarrerías y haciendo las cosas súper chulas, generando compuestos orgánicos funcionales de alto valor, lo comentaba Francis, y sin residuos.

Eso es lo que querían. Entonces, lo que hacen es coger los cuatro criterios clásicos, si quieres, por usar la palabra clásica de forma poco abusiva, de la fotosíntesis sintética que mencionaba antes. Añaden la coletilla a uno de ellos de que los productos generados no han de ser cualquier cosa ya vale, sino que sean útiles. Y imponen una nueva condición, la quinta condición, que en lugar de generar residuos no energéticos, el subproducto que debería tener su definición es gas hidrógeno. O sea, ni más ni menos. Como subproducto, gas hidrógeno, que nos viene pues fenomenal.

Obviamente la fotosíntesis natural devuelve oxígeno, Héctor, pero aquí vamos a buscar hidrógeno. Viene fenomenal, lo sabéis, el hidrógeno es un vector energético decente, es almacenable, bueno, de aquella forma, pero se puede almacenar.

Es útil tanto para generar electricidad en células de combustible como combustible propiamente dicho en combustión y cuando se quema produce de nuevo agua, o sea, que te la puedes beber. Así que, bueno, pues está fenomenal como residuo con muchas comillas. Y bautizan a esta técnica que proponen explorar exactamente igual que el título del artículo. Fotosíntesis artificial orientada a la síntesis orgánica a POS, A-P-O-S, por sus siglas en inglés.

Hay una sexta condición, si queréis, subyacente, que no meten en el mix, pero es muy relevante y muy deseable, obviamente, y es que este proceso sea escalable a nivel industrial, que no se quede en el laboratorio. El esquema del proceso y de los antecedentes están en la figura 1, que tiene una parte A arriba con dos diagramas. El de la izquierda es la fotosíntesis natural y el de la derecha corresponde a su A-POS.

En ambos se ve la parte de la izquierda de cada uno de los diagramas es la fase luminosa de la reacción que permite escalar la barrera de energía libre de Gibbs haciendo la fotolisis del agua y luego la fase oscura está a la derecha con una ganancia en el caso de la fotosíntesis natural de 2.880 kilojulios por mol de glucosa producida.

No es fácil partir la molécula de agua. En el caso de la POS de la derecha se ve que parten de estireno. Es la molécula tipo, la molécula prototipo que van a utilizar en este artículo. El estireno es un anillo bencílico que tiene colgando un grupo que se llama vinilo CH doble enlace CH2. En realidad no utilizan estireno tal cual sino derivados con un grupo funcional colgando que es la Z, sustituyendo un hidrógeno es la Z del diagrama. Y esto lo hacen pasar por una combinación en tándem de dos fotocatalizadores, la piedra angular del artículo, que actúan si queréis como clorofila sintética. Bajo irradiación de luz van a conseguir la carbohidroxilación de este doble enlace.

Este término químico significa la rotura del enlace doble y la fijación en los dos bracitos colgando que se nos quedan. En un lado de un grupo alquilo es la R del diagrama y en el otro lado un grupo hidroxilo, grupo OH que viene del agua.

Una vez que se fija este hidroxilo en una molécula orgánica se convierte en un alcohol, con lo cual el producto final es un alcohol funcionalizado con esta R que puede ser en principio cualquier cosa. Y todo este lío con evolución de hidrógeno que lo recoges en una campanita invertida por debajo de la reacción y tienes ahí energía en web. O sea, súper chulo. La parte de abajo, la parte B de abajo de la figura 1, compara su AAPOS con las aproximaciones periódicas.