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Energia

Biocélulas a combustível poderão ser construídas sem as células

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/11/2006

Biocélulas a combustível poderão ser construídas sem as células

Usinas biológicas

À medida que se consolida a expectativa de que o futuro pertence aos aparelhos eletrônicos portáteis, torna-se cada vez mais importante o desenvolvimento de novos tipos de baterias e geradores de energia.

Ainda mais quando a tecnologia mais eficiente da atualidade - as baterias de lítio - mostrou-se tornar explosiva quando levada aos seus limites.

Uma das fontes de inspiração há muito tempo utilizadas pelos cientistas são as células dos seres vivos, verdadeiras usinas de força naturais.

Determinados tipos de proteínas, por exemplo, carregam elétrons para fora das células, descarregando o excesso de energia gerado durante o metabolismo. Isso mantém o constante o fluxo de energia na célula, mantendo-a viva.

Respiração de rochas

Agora, cientistas conseguiram, pela primeira vez, observar esse processo de transporte de energia funcionando fora da estrutura de uma célula viva.

Eles utilizaram enzimas super purificadas, retiradas da membrana externa da bactéria Shewanella oneidensis, um organismo versátil e responsável pela alteração de minerais no solo.

"Nós demonstramos que você pode transferir elétrons diretamente para um mineral utilizando uma proteína purificada," explica Thomas Squier, do laboratório PNNL, pertencente ao Departamento de Energia dos Estados Unidos.

Squier e seus colegas descobriram que a proteína OmcA (citocromo A do tipo C) forma um denso revestimento sobre o mineral hematita, rico em ferro.

O ferro age como um "receptor" para milhares de trilhões de elétrons por centímetro quadrado, trazidos pelo "doador" OmcA.

Esse processo é uma espécie de respiração primordial, na qual a célula depende da proteína para descarregar elétrons, evitando o acúmulo de energia que poderia parar o fluxo vital e matar a célula.

"A corrente de pico, ou fluxo, não dura muito, apenas uns poucos segundos," diz Squier, "mas o fluxo é pelo menos tão bom como o que você encontra nos mais eficientes biorreatores, que funcionam a partir de bactérias vivas."

Biocélulas

Células a combustível biológicas, ou biocélulas a combustível, não são ainda potentes o suficiente para ser comercialmente viáveis, mas oferecem uma forma promissora de decomposição de esgotos e outros dejetos biológicos - gerando energia elétrica como um subproduto nobre do mesmo processo.

Espera-se que, no futuro, possa ser possível a construção de sistemas de tratamento de esgotos totalmente auto-suficientes em termos de energia.

Já o uso de proteínas puras, como feito pela equipe de Squier, abre a possibilidade de miniaturização das biocélulas a combustível, tornando-as adequadas para alimentar equipamentos eletrônicos portáteis.

Enquanto as células que funcionam com organismos completos exigem membranas especiais para evitar reações indesejadas entre seus diversos componentes, na biocélula com proteínas purificadas o próprio revestimento formado pela proteína funciona como um selo que substitui as membranas.

Bibliografia:

Artigo: High-Affinity Binding and Direct Electron Transfer to Solid Metals by the Shewanella oneidensis
Autores: Thomas Squier, Yijia Xiong, Liang Shi, Uljana Mayer
Revista: Journal of the American Chemical Society
Data: October 11, 2006
Vol.: 128 (43), 13978 -13979
DOI: 10.1021/ja063526d S0002-7863(06)03526-8






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