Fertilizantes ecológicos a partir de la luz solar

Todos los seres vivos requieren nitrógeno para sobrevivir, pero el mundo depende de sólo de dos procesos conocidos para romper los enlaces ultra-fuertes de nitrógeno que permitan convertirlos en una forma que puedan consumir humanos, animales y plantas.

Uno es un proceso natural bacteriano del que los agricultores han dependido desde los albores de la agricultura y el otro es el proceso centenario Haber-Bosch, que revolucionó la producción de fertilizantes y estimuló el crecimiento sin precedentes de la oferta mundial de alimentos.

«Vivimos en un mar de nitrógeno, sin embargo, nuestros cuerpos no pueden acceder a él desde el aire –explica el bioquímico de la Universidad Estatal de Utah (USU, por sus siglas en inglés), Estados Unidos, Lance Seefeldt–. En su lugar, obtenemos este compuesto que ayuda a prolongar la vida de las proteínas de los alimentos». Seefeldt y sus colegas anuncian un proceso impulsado por la luz que podría revolucionar la agricultura, reduciendo el tiempo de dependencia de los combustibles fósiles para el suministro mundial de alimentos y aliviando la pesada huella de carbono de Haber-Bosch.

El equipo de investigación, que incluye también a Derek Harris, Andrew Rasmussen y Nimesh Khadka, de USU; Katherine A. Brown y Paul W. King, del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL, por sus siglas en inglés), en Colorado; Molly Wilker, Hayden Hamby y Gordana Dukovic, de la Universidad de Colorado, y Stephen Keable y John Peters, de la Universidad del Estado de Montana, detalla sus hallazgos en un artículo publicado en ‘Science’.

En cualquier forma que se mire, la fijación de nitrógeno es un proceso que consume mucha energía, según Seefeldt, profesor del Departamento de Química y Bioquímica de USU y la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia. «El proceso de Haber-Bosch consume actualmente alrededor del 2 por ciento del suministro de combustibles fósiles del mundo -alerta–. Por lo tanto, el nuevo proceso, que utiliza nanomateriales para capturar energía de la luz, podría ser un cambio de juego».

«Usar directamente luz para crear un catalizador es mucho más eficiente energéticamente –subraya Brown, científico investigador en NREL–. Este nuevo proceso de producción de amoniaco es el primer ejemplo de cómo la energía de la luz puede acoplarse directamente a la reducción de dinitrógeno, es decir, la luz del sol o la luz artificial pueden alimentar la reacción».

La producción eficiente de energía de amoniaco es una promesa no sólo para la producción de alimentos, sino también para el desarrollo de tecnologías que permitan el uso de combustibles alternativos ambientalmente más limpias, incluyendo las células de combustible mejorado para almacenar la energía solar.