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Cientistas conseguem uma nova forma para transformar energia solar em combustível


Pesquisadores da Universidade de Cambridge aproveitaram componentes naturalmente presentes nos seres fotossintetizantes e recursos tecnológicos artificiais para otimizar o processo fotossintético envolvido na quebra da molécula de água nos gases oxigênio e hidrogênio a partir da luz solar. O trabalho foi descrito em um estudo publicado esta semana na Nature Energy.

Apesar da fotossíntese ser responsável pela maior parte da biomassa presente no planeta, do ponto de vista industrial ela representa um processo na prática pouco eficiente. Isso porque, como tudo no processo evolutivo, a eficiência da fotossíntese - em torno de 1-2% - evoluiu de modo a garantir apenas a sobrevivência dos seres fotossintetizantes. Nesse sentido, é possível otimizar esse processo para um máximo de aproveitamento da energia solar.

(1) Leitura recomendada: Fotossíntese e a clorofila f

Porém, até o momento, praticamente todas as tentativas de se criar uma fotossíntese artificial nas últimas décadas rendeu processos baseados em caros catalisadores, os quais são frequentemente caros e tóxicos, impossibilitando ou limitando muito o uso em escala industrial*.

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Para contornar esse problema, os pesquisadores de Cambridge optaram por usar uma combinação de enzimas (catalisadores biológicos) com recursos artificiais. Nesse caso, a enzima hidrogenase foi a escolhida para a fotossíntese semi-artificial. Essa enzima está presente em algas e é capaz de reduzir prótons (íons hidrogênios positivos) em gás hidrogênio (um combustível limpo, cuja queima produz apenas água). Durante a evolução, esse processo tinha sido desativado porque não era necessário para a sobrevivência das algas.

A hidrogenase foi então unida com o fotossistema II (absorvedores de luzes azul e vermelha), e com um foto-ânodo de dióxido de titânio (TiO2) embebido em uma tinta de diquetopirrolopirrol, de modo a aproveitar o máximo possível a energia solar. Uma comunicação eletrônica efetiva na interface enzima-material foi engenhada usando um polímero redox ósmio-complexo-modificado sobre uma base de TiO2 estruturalmente hierarquizada.

A produção de hidrogênio foi alcançada com sucesso e em boas quantidades, e utilizando materiais de baixo custo e amplamente disponíveis. O objetivo agora é otimizar o processo e/ou desenvolver outros sistemas semi-fotossintéticos similares e mais eficientes.

*Recentemente, outro avanço similar tinha sido alcançado via uma fotossíntese totalmente artificial. Porém, o espectro de luz absorvida era limitado ao azul. Para saber mais, acesse:
Cientistas conseguem finalmente criar uma fotossíntese artificial viável

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Publicação do estudo: Nature

Cientistas conseguem uma nova forma para transformar energia solar em combustível Cientistas conseguem uma nova forma para transformar energia solar em combustível Reviewed by Saber Atualizado on setembro 06, 2018 Rating: 5

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