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Energia

Folha biônica transforma energia solar em combustível líquido

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/03/2015

Folha biônica transforma energia solar em combustível líquido
Esquema de funcionamento da folha biônica.
[Imagem: Torella et al. - 10.1073/pnas.1424872112]

Fotossíntese artificial

A energia solar pode ser aproveitada e armazenada utilizando a eletricidade gerada por células fotovoltaicas para produzir hidrogênio, que pode ser armazenado para alimentar células a combustível.

Mas o hidrogênio ainda não conseguiu "pegar" como um combustível prático para carros ou para gerar eletricidade.

Uma outra rota, mais conhecida como "fotossíntese artificial", está trabalhando para converter a energia solar em combustível líquido, que não enfrentaria grandes entraves para sua adoção por fabricantes de automóveis e postos de combustível, além de poder ser usado diretamente para geração termoelétrica.

Agora, uma equipe da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, desenvolveu um processo que utiliza bactérias para converter a energia solar em combustível líquido.

O resultado é uma "folha artificial" que utiliza um catalisador para fazer a luz solar quebrar as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio, e uma bactéria geneticamente modificada para converter dióxido de carbono mais hidrogênio em isopropanol, um combustível líquido.

"Esta é a prova de conceito de que você pode ter uma maneira de coletar a energia solar e armazená-lo sob a forma de um combustível líquido", disse Pamela Prata, membro da equipe.

Folha biônica

O trabalho é fruto da colaboração de uma equipe multidisciplinar, mas é fortemente baseado nos avanços obtidos pela equipe do professor Daniel Nocera, que conseguiu construir a primeira folha artificial prática há pouco mais de dois anos.

No novo sistema, assim que a folha artificial produz oxigênio e hidrogênio, o hidrogênio alimenta uma bactéria chamada Ralstonia eutropha, que utiliza uma enzima para quebrar o hidrogênio em prótons e elétrons e, em seguida, combina-os com dióxido de carbono para se replicar.

A seguir, uma nova rota metabólica induzida artificialmente na bactéria por meio de engenharia genética faz com que ela produza o isopropanol.

Essa abordagem híbrida - incluindo de um catalisador inorgânico a um ser vivo - transforma a folha artificial em uma folha biônica.

O desafio imediato da equipe é aumentar a capacidade da sua folha biônica para chegar aos 5% de eficiência, em comparação com a taxa natural de 1% de eficiência para a fotossíntese transformar luz solar em biomassa.

Por enquanto eles estão empatando com a natureza, mas acreditam que podem tornar o processo economicamente viável melhorando o catalisador para quebra das moléculas de água e a engenharia genética inserida nas bactérias.

Bibliografia:

Artigo: Efficient solar-to-fuels production from a hybrid microbial water-splitting catalyst system
Autores: Joseph P. Torella, Christopher J. Gagliardi, Janice S. Chen, D. Kwabena Bediako, Brendan Colón, Jeffery C. Way, Pamela A. Silver, Daniel G. Nocera
Revista: Proceedings of the National Academy of Sciences
Vol.: Early Edition
DOI: 10.1073/pnas.1424872112





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