Resumen

Mientras que gran parte de la nanotecnología aprovecha los dispositivos de estado sólido, aquí presentamos el análisis de diseños de dispositivos biomiméticos híbridos orgánico-inorgánicos, "protocélulas", basados en ensamblajes de canales iónicos naturales y bombas de iones, "nanoconductores", incorporados a membranas de bicapa lipídica con soporte sintético. Estas protocélulas imitan el esquema de conversión energética de las células naturales y son capaces de producir electricidad directamente. Se han analizado los mecanismos electrogénicos y se han optimizado los diseños mediante modelos numéricos. Se han cuantificado los parámetros que afectan a la conversión de energía y se han hallado límites para el rendimiento del dispositivo mediante optimización numérica. El rendimiento electrogénico se compara con el de tecnologías convencionales y emergentes y se representa en gráficos de Ragone para permitir comparaciones directas. Las tecnologías de protocélulas que aquí se resumen pueden ser útiles para la conversión de energía allí donde existan gradientes de concentración de iones a gran escala (como la intersección de fuentes de agua dulce y salada) o dispositivos a pequeña escala en los que sería aceptable una baja densidad de potencia.

• Materias:Energía solar Fotoquímica Fotocatálisis Nanoestructuras Biofotónica
• Subjects:Solar energy Photochemistry Photocatalysis Nanostructures Biophotonics
• Palabras claves:conversión de energía, gradientes de concentración de iones a escala, esquema de conversión de energía, dispositivos biomiméticos inorgánicos, membranas de bicapa lipídica, baja densidad de potencia, canales iónicos naturales, fuentes de agua salada, diseños, protocélulas
• Keywords:energy conversion, scale ion concentration gradients, energy conversion scheme, inorganic biomimetic devices, lipid bilayer membranes, low power density, natural ion channels, salt water sources, designs, protocells