Usar la luz del sol para hacer combustible y aire respirable

Los vuelos espaciales, son semejantes a la exploración de los pioneros en la tierra: si no puedes reponer suministros, como alimentos y agua durante el camino, la distancia que viajaras se vera limitada, por las cantidades de suministros que puedes transportar; así de simple.

En el espacio, todo buen explorador también debe preocuparse por tener suficiente combustible para su nave espacial y aire respirable para su tripulación.

Por esta razón, algunos investigadores están desarrollando una tecnología denominada: fotosíntesis artificial. Esta, es una forma de aprovechar la luz solar, para generar combustible y aire respirable para misiones mucho más largas.

La fotosíntesis artificial, imita la forma en que las plantas realizan la fotosíntesis natural; al convertir la energía luminosa en energía química y producir oxígeno en el proceso.

Una investigación, publicada el pasado martes en la revista Nature, nos acerca un paso más a este objetivo. Por primera vez, los investigadores realizaron experimentos fotoelectroquímicos (reacciones químicas que utilizan la luz y las propiedades eléctricas de los productos químicos); en un entorno de microgravedad similar al espacio exterior.

La Estación Espacial Internacional (ISS): pionera en este campo

La ISS, también produce agua y metano a partir del dióxido de carbono que los astronautas exhalan. Los sistemas, no son los más eficientes pero funcionan bien para la estación espacial; que se encuentra en órbita constante a solo un par de cientos de millas de la superficie de la Tierra, donde recibe envíos regulares de combustible y otros suministros de la Tierra.

Actualmente, la Estación Espacial Internacional (ISS), cuenta con sistemas que dividen el agua en hidrógeno y oxígeno, que los astronautas respiran. Foto: fuentes.

Sin embargo, una misión espacial más lejana, como por ejemplo un puesto de avanzada en órbita de la Luna o un viaje a Marte; no pueden confiar en los paquetes de ayuda frecuente enviados desde casa.

Microgravedad en la tierra

La química de Caltech Katharina Brinkert, quiere enfrentar este desafío. Así que ella y sus colaboradores, idearon un experimento para hacer que se produjeran reacciones químicas, que generaran combustible a la luz dentro de la Torre de Descenso de Bremen en Alemania. La torre de caída (drop tower); le da a los científicos solo 9.3 segundos de microgravedad.

orre de Descenso en Bremen en Alemania. La torre de caída, le da a los científicos solo 9.3 segundos de microgravedad. Foto: fuentes.

“Hacer electroquímica ya es difícil”, dice Brinkert. “Hacerlo (…) en 9.3 segundos es aún más difícil”, aseveró.

Experimento exitoso

Felizmente, los experimentos fueron un éxito y Brinkert junto a su equipo pudieron producir gas hidrógeno; una fuente de combustible valiosa, a partir de una solución ácida a base de agua.

Incluso, demostraron una solución al problema que a veces sufre el separador de agua de la ISS. Debido a que la flotabilidad necesita gravedad para funcionar; las burbujas de gas formadas en la microgravedad se separan del agua y tienden a adherirse a las superficies sólidas de los electrodos, en lugar de elevarse a la superficie del agua, lo que hace que el proceso sea menos eficiente.

Para resolver el problema, el equipo de Brinkert, creó electrodos cuyas superficies eran desiguales en lugar de lisas a nivel de nanoescala y mostraron que las burbujas de gas no se acumulan tanto en las superficies desiguales.

Un paso hacia el vuelo espacial

Brinkert, enfatiza que aunque son emocionantes estos resultados, sigue siendo una investigación fundamental y se necesita más trabajo, antes de que se pueda aplicar en un entorno práctico.

También, Brinkert espera una mayor colaboración entre los investigadores que estudian los combustibles solares como ella; y los investigadores que trabajan en la exploración espacial.

“Ambos estamos muy interesados ​​en las energías renovables”; dijo Brinkert. “Espero que este documento establezca algún tipo de conexión entre las dos comunidades”.

ACN/Astronomy.com/@AstronomyMag/Nature

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