Future trends

1. Fotosíntesis
del futuro
¿El futuro de la energía limpia?
¿El futuro de las plantas?
Ciencia e innovación para el cambio de
la energía
Figura 2. Hojas natural
Figura 1. Simulación de
hoja artificial

2. Tenemos algo de petróleo...
200 años de petróleo

3. Tenemos algo de metano…
400 años de gas natural

4. Tenemos algo de carbon…
2000 años de carbon
Generar electricidad, hacer gasolina,
polimeros, etc

5. ‘Our sun is the champion of energy sources: delivering more energy to
the earth in an hour than we currently use in a year from fossil,
nuclear and all renewable sources combined. Its energy supply is
inexhaustible in human terms, and its use is harmless to our
environment and climate.’1 Professor James Barber CChem FRSC FRS Ernst
Chain Professor of Biochemistry Imperial College London
Figura 3. Radiación solar a la tierra

6. En los últimos diez años, la unidad
para desarrollar sistemas a producir
combustibles solares en gran escala
ha sido un área de cada vez más
intensa actividad de investigación
global (Solar Fuels , Advancing the
Chemical Science)
60% del consumo mundial de
petróleo es para transporte
(International Energy Agency, Key
World Energy Statistics 2011 )
El comité del Clima del Cambio
(Renewable Energy Review)
recomienda: Centrarse en
Biocombustibles, electricidad e
híbridos.
Figura 4. Cloroplasto
Figura 5. Paneles solares con forma de hojas
¿Por qué nuevas formas de obtener energía?

7. Figura 7. Emisión de carbono en el mundo. Carbon Monitoring for Action

8. Figura 6. Porcentaje de generación de electricidad proveniente de energías renovables.
Geocurrents Map

9. Figura 7. Consumo total de energía en el mundo. (2010)

10. Figura 8. Energía utizada del sol. Wikipedia

11. Y sí... ¿creamos una planta que realice
fotosíntesis para obtener energía? ¿Qué es la
fotosíntesis artificial?
Figura 8. Comparación de dos tipos de fotosíntesis

12. La fotosíntesis artificial es un proceso químico que se replica el proceso
natural de la fotosíntesis , un proceso que convierte la luz solar , agua y
dióxido de carbono a hidratos de carbono.
Figura 9. Fotosíntesis artificial. Royal Society of Chemestry. http://www.rsc.org/

13. Figura 10. Usos potenciales de la fotosíntesis artificial.

14. Figura 11. Catalizador de Fotosíntesis artificial
Sistema hibrido de fotosíntesis artificial

15. ¿Por qué utilizar una
fotosíntesis artificial?
¿Qué cambios se vienen
para el futuro?
¿Qué ventajas y
desventajas nos
propone esta
alternativa?
¿Qué objetivo persigue
la fotosíntesis artificial?.
¿Se complementa a la
natural?

16. CASOS PRÁCTICOS DE
ACTUALIDAD

17. Artificial Photosynthesis in materials and nanosystems
Thermochemical cycles (CSP for H2)
Photovoltaics
Artificial Photosynthesis in molecular systems
Photosynthesis
Solarfuel;hydrogenorcarbonbased
Indirect
Direct methods
Semi-direct
Solarenergyandwater
Light reactions
NADPH & ATP
Dark reactions
H2, alcohols etc
Electrolysis→H2
Biomass Conversion
Pyrolysis, ferment., etc
C-based fuel
From H2 and CO2
Photosynthesis
(compartmentalized)
Fuente: Stenbjörn Styring
Uppsala university

18. Caso Practico Toyota

19. Fuente: Joint center for articial photosynthesis
Proceso artificial de fotosíntesis de
USA

20. Fuente: Joint center for articial photosynthesis
Enfoque del Proyecto para la generación de Metanol

21. Fuente: Joint center for articial photosynthesis
¿Por qué Metanol?

22. Fuente: Joint center for articial photosynthesis
Mercado del Metanol

23. Artificial
SystemsBioreactors
H2 by photosynthesis
Water as substrate
Soon
-will work
-explored by many
Long term
- big potential
- more unproven

24. BENEFICIOS Y COSTOS

25. El almacenamiento de energía y suficiente capacidad para la
energía personalizada

26. Costos competitivos del precio del Hidrógeno

27. El hidrogeno es utilizado para producir electricidad

28. Fuente: Danny Lutterman
Las casas serán como una central eléctrica y de
gas

29. Fuente: Danny Lutterman
Hemos hecho esto antes...la réplica masiva!

30. RETOS

31. • Cuanto mayor sea la fracción de luz solar que se pueda
convertir en energía química, menores materiales de uso.
• Se busca tener una eficiencia del 10%, que es
aproximadamente diez veces la eficiencia de fotosíntesis
natural.
• Cuanto más duración de los materiales ----- Menores
costos ---Mas rentabilidad y comercialización
• Identificar catalizadores de bajo costo para impulsar
diferente los aspectos del proceso

32. ¿Y en Perú?
¿Es viable?

33. ÁRBOLES DE TITANIO

34. CONCLUSIONES

35. 1. La fotosíntesis artificial es una tecnología que esta cambiando
lentamente el futuro de la obtención de energía en el mundo.
2. Actualmente la fotosíntesis artificial sólo puede ser financiada y
obtenida por financiamientos muy altos de países de Asia, Europa y
Estados Unidos.
3. Por el nivel de consumo de carbono e hidrógeno, la fotosíntesis
artificial tendrá mayor demanda en países grandes.
4. La eficiencia de la fotosíntesis artificial es menor que la natural, pero
de alcanzar una mayor eficiencia a un menor costo llevaría a ser
complementaria a la natural
5. En Perú la demanda de esta tecnología se podría llevar a acabo en
zonas urbanas, y complementaria a zonas rurales.
6. La fotosíntesis artificial no cubre los procesos orgánicos a
comparación de una natural. Perú es un país amazónico (60%) por lo
cual existe un sistema complejo dependiente de sus procesos
naturales en gran medida.

36. FUENTES:
1. Artificial Phothosyntesis Group:
http://www.bnl.gov/chemistry/AP/publications.asp
2. Regulation of CO2 assimilation in oxygenic photosynthesis: The
ferredoxin/thioredoxin system: Perspective on its discovery, present status,
and future development. Disponible en
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/000398619190157E#
3. The Royal Society of Chemistry. Disponible en http://www.rsc.org/images/Solar-
fuels_tcm18-221433.pdf