Un equipo de científicos del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de Estados Unidos en colaboración con investigadores de la Universidad de Washington en St. Luis ha resuelto un antiguo misterio relacionado con la fotosíntesis que permitirá optimizar paneles solares, células fotovoltaicas y otros sistemas de recolección de energía solar.

Durante cientos de millones de años, las algas y bacterias fotosintéticas han estado aprovechando la energía del sol de una manera eficiente. Por este motivo, los científicos llevan mucho tiempo intentando comprender exactamente cómo lo hacen, con el objetivo de poder imitar este sistema en los dispositivos tecnológicos que fabricamos, por ejemplo los paneles solares. 

La fotosíntesis es un proceso químico que convierte la materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía del sol. Hasta el momento, los científicos no entendían algunos detalles de este proceso, en concreto los eventos iniciales a través de los que las proteínas fotosintéticas capturan la luz y la usan para iniciar una serie de reacciones de transferencia de electrones.

Ahora, estos investigadores han desentrañado parte de este proceso. La fotosíntesis comienza con la absorción de un fotón por los pigmentos localizados en las proteínas del organismo fotosintético. En el interior de las células del organismo hay compartimentos especializados que contienen una membrana que, a través de múltiples pasos, separa la carga del fotón y propulsa el electrón.

Una vez que el organismo fotosintético absorbe la luz, los electrones pueden viajar por dos vías posibles, pero las plantas, las algas y las bacterias fotosintéticas utilizan solo una de ellas. Para los científicos, el proceso de transferencia de electrones era todo un misterio, y el hallazgo de estos investigadores lo resuelve. 

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El equipo ha logrado interferir en los pasos del proceso de transferencia de electrones para cambiar su trayectoria y conseguir que el organismo utilice la vía alternativa. Esto es importante porque les ha permitido comprender mejor el funcionamiento de la fotosíntesis para aprovecharla para el diseño de la tecnología de energía solar. 

"Esto nos permitirá mejorar en gran medida la eficiencia de muchos dispositivos con energía solar, haciéndolos mucho más pequeños", explica Philip Laible, biofísico del Laboratorio Nacional Argonne. "Tenemos una gran oportunidad para abrir disciplinas completamente nuevas de reacciones bioquímicas impulsadas por la luz que no han sido imaginadas por la naturaleza".