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Planta artificial transforma luz solar em combustível liquído

Os dias de perfuração intensa do solo em busca de combustível fóssil podem estar contados. Pesquisadores de Harvard criaram um sistema que utiliza a energia solar para dividir moléculas de água e hidrogênio, que por sua vez, alimentam bactérias (Ralstonia eutropha) para produzir combustíveis líquidos. Os progressos dos pesquisadores são descritos em um artigo publicado no dia 03 de junho na revista Science.

Apelidado de “folha biônica 2.0”, o novo sistema se baseia em trabalhos anteriores de um dos pesquisadores, que – embora fosse capaz de utilizar a energia solar para produzir isopropanol – enfrentou uma série de desafios. Quando combinada com as células solares fotovoltaicas, a energia solar-química deverá apresentar taxas de conversão uma ordem de magnitude mais eficiente do que a fotossíntese natural.

Planta biônica que transforma luz solar em combustível liquido

Planta biônica que transforma luz solar em combustível liquido. Crédito da imagem: Jessica Polka / Silver Lab

Ralstonia eutropha bactéria que produz combustíveis

A Ralstonia eutropha pode ser encontrado no solo e na água. Esta bactéria tem um grande potencial para uso em biorremediação, pois é capaz de degradar um grande número de compostos clorados aromáticos e poluentes quimicamente relacionados. A bactéria possuí uma tendência natural, de sempre que submetida a condições adversas, parar de crescer e colocar toda a sua energia para fazer compostos de carbono complexos. Cientistas do MIT já modificaram o micróbio a fazer combustíveis especificamente, um tipo de álcool chamado isobutanol que podem ser diretamente substituído por, ou misturado com, gasolina.

Ralstonia eutropha bactéria que produz combustíveis

Ralstonia eutropha bactéria que produz combustíveis

 

Planta artificial que transforma luz solar em combustível líquido

O principal desses desafios foi o fato do catalisador utilizado para a produção de hidrogênio – uma liga de níquel-molibdénio-zinco – produzir espécies reativas de oxigênio, moléculas que atacam e destroem o DNA das bactérias. Para evitar esse problema, os pesquisadores foram obrigados a executar o sistema em pressões anormalmente elevadas, resultando em eficiência reduzida.

“Este é um verdadeiro sistema de fotossíntese artificial”, afirma Nocera. “Antes, as pessoas já estavam usando a fotossíntese artificial para a separação de água, mas este é um verdadeiro sistema completo, e agora evoluímos ao ponto de superar a eficiência da fotossíntese na natureza.”

O sistema agora pode converter a energia solar em biomassa com 10 por cento de eficiência, segundo Nocera principal autor do estudo, muito acima do um por cento visto em plantas de crescimento mais rápido.

Embora ainda possa haver margem para melhorias adicionais de eficiência, Nocera afirma que o sistema já é eficaz o suficiente para considerar possíveis aplicações comerciais, mas dentro de um modelo diferente de tecnologia.

Referências

  1. LIU, C. et al. Water splitting-biosynthetic system with CO2 reduction efficiencies exceeding photosynthesis. Science, [s.l.], v. 352, n. 6290, p.1210-1213, 2 jun. 2016. American Association for the Advancement of Science (AAAS). http://dx.doi.org/10.1126/science.aaf5039.
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Escrito por Equipe de Redação Ciências e Tecnologia

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Pesquisadores criam um sistema que usa luz solar produzir hidrogênio que alimenta bactérias (Ralstonia eutropha) para produzir combustíveis líquidos