¿Cómo la química cambió el mundo?

35. Fotosíntesis artificial: imitando la naturaleza para obtener energía

(2) reducir CO₂ (CO2RR) con los elec trones y protones disponibles para formar moléculas energéticas como CO, formia to o metanol, según el catalizador y las condi ciones (Ardo et al., 2018; Nocera, 2012). Aunque la idea de una “hoja sintética” total mente integrada es atractiva, hoy suele desaco plarse la captación de luz (por ejemplo, un módulo fotovoltaico ) de los catalizadores que impulsan OER/HER y CO₂RR ; el gran reto es combinar eficiencia, selectividad, estabi lidad y bajo costo (Ardo et al., 2018; Nocera, 2012). En otras palabras: - El H₂ se obtiene reduciendo agua/protones, - Los compuestos de carbono (CO, CH₃OH, hidrocarburos ligeros) surgen de la reducción de CO₂ en presencia de cataliza dores adecuados (Ardo et al., 2018).

También son indispensables las membranas o separadores iónicos para mantener H₂ y O₂ en compartimentos distintos , con el fin de evitar su recombinación y mejorar la se guridad y la eficiencia del dispositivo (Du et al., 2022; Henkensmeier et al., 2024). Como prueba de concepto de una fase lumino sa acoplada a la división del agua, se construyó una ‘hoja artificial’ que integra un semiconductor fotoactivo —silicio amorfo de triple unión— re cubierto con Co–Pi como catalizador de OER (oxidación de agua) en un lado y con una aleación Ni–Mo–Zn como catalizador de HER (evolu ción de hidrógeno) en el otro. Bajo iluminación en un electrolito, el semiconductor genera pares electrón–hueco: los huecos impulsan en el lado Co–Pi la reacción presentada en la Ecución 35.2. Los electrones generados en esta ecuación impul san en el lado Ni–Mo–Zn la reacción presentada