Los científicos tienen ahora una manera de comparar con más precisión la eficacia de las plantas y las células fotovoltaicas en convertir la luz solar en energía, como resultado de estudios de un consorcio científico en el que participa un científico del Servicio de Investigación Agrícola (ARS).
Los resultados, publicados en la revista 'Science' (Ciencia), podrían ayudar a los investigadores a mejorar la fotosíntesis de plantas, la cual es un enlace crítico en la cadena global de producción de alimento, pienso, fibra y bioenergía.
Comparar los sistemas de las plantas y las células fotovoltaicas es un desafío. Aunque ambos procesos cosechan energía de la luz solar, ambos usan la energía de diferentes maneras. Los científicos, incluyendo el líder de investigación Donald Ort de la Unidad de Investigación del Cambio Global y la Fotosíntesis perteneciente al ARS en Urbana, Illinois, identificaron diseños específicos prometedores para mejorar la eficacia de ambos sistemas.
El primer paso fue facilitar una comparación directa de los dos sistemas. Los investigadores establecieron criterio uniforme para la comparación y examinaron los factores que definen la eficacia de ambos procesos, primero considerando la tecnología actual, y luego considerando estrategias posibles para mejoramientos.
En todos casos, el grupo consideró la eficacia de cosechar el espectro solar entero como una base para comparación. Adicionalmente, los investigadores compararon la eficacia de plantas con la eficacia de arreglos de celdas solares que también tienen la capacidad de almacenar energía en lazos químicos. Las calculaciones se aplicaron a un arreglo de celdas solares que tuvo una conexión con un electrolizador que utilizó electricidad del arreglo para dividir agua en hidrógeno y oxígeno. La energía necesitada para dividir el agua es esencialmente la misma necesitada para fotosíntesis o una celda solar.
Utilizando esto tipo de comparación, la eficacia media anual de la electrósis que funciona con las celdas solares es aproximadamente el 10 por ciento. La eficacia de conversión de la energía solar por los cultivos es casi el 1 por ciento, el cual muestra el potencial significativo de mejorar la eficacia del sistema natural, según Ort. Aunque las celdas solares tienen una ventaja comparada con la fotosíntesis en el contexto del análisis por el grupo, todavía hay la necesidad de utilizar ambos sistemas para conversión de energía sostenible para el futuro.
Este análisis de eficacia de energía entre la fotosíntesis de plantas y las celdas solares podría proveer el fundamento para mejoramientos en la eficacia de fotosíntesis de cultivos en agricultura para aumentos en rendimientos.
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