Folha biônica transforma luz solar em combustível

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Os dias de perfuração no solo na busca de combustível podem estar com os dias contados, com nova folha biônica o objetivo agora vai ser apenas uma questão de olhar para o céu ensolarado.

Professor Patterson Nocera do departamento de Energia na Universidade de Harvard, e outros pesquisadores de Harvard acabam de criar a folha biônica que utiliza a energia solar para dividir moléculas de água e hidrogênio para produzir combustíveis líquidos a partir de biomassa.

O artigo científica será publicado no dia 03 de junho na revista Science.

“Este é um verdadeiro sistema de fotossíntese artificial”, disse Patterson. “Antes, as pessoas estavam usando a fotossíntese artificial para a quebrar moléculas de água, mas este é um verdadeiro sistema de A-Z, e ​​temos sido bem mais eficiente do que a fotossíntese na natureza.”

Embora o estudo mostra que o sistema pode ser usado para gerar combustíveis utilizáveis, o seu potencial não termina aí, disse Silver, que também é um membro fundador do núcleo do Instituto Wyss na Universidade de Harvard.

“A beleza da biologia é que ela é o maior químico do mundo – biologia pode fazer a química que não podemos fazer facilmente”, disse ela. “Em princípio, temos uma plataforma que pode quebrar qualquer molécula à base de carbono. Portanto, este tem o potencial de ser extremamente versátil.”

Apelidado de “folha biônica 2.0”, o novo sistema baseia-se em trabalhos anteriores, que – embora fosse capaz de utilizar a energia solar para fazer o isopropanol – enfrentaram uma série de desafios.

folha biônicaO principal desses desafios, Nocera disse, foi o fato de o catalisador utilizado para a produção de hidrogênio – uma liga de níquel-molibdénio-zinco – também criou espécies reativas de oxigênio, moléculas que atacam e destroem DNA das bactérias. Para evitar esse problema, os pesquisadores foram obrigados a executar o sistema em tensões anormalmente elevados, resultando em eficiência reduzida.

“Para este trabalho, foi elaborado um novo catalisador liga de cobalto-fósforo, que mostrou não faz espécies reativas de oxigênio”, disse Nocera. “Isto permitiu-nos reduzir a tensão, e que conduzia a um aumento drástico na eficiência.”

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O sistema agora podem converter a energia solar em biomassa com 10% de eficiência, Nocera disse, muito acima do 1% visto nas plantas de crescimento mais rápido.

Além de aumentar a eficiência, Nocera e seus colegas foram capazes de expandir o leque do sistema para incluir isobutanol e isopentanol. Os pesquisadores também usaram o sistema para criar PHB, um precursor do bio-plástico, um processo que foi demonstrado pela primeira vez pelo professor do MIT Anthony Sinskey.

O novo catalisador também veio com uma outra vantagem – a sua concepção química permite que ele “auto-curar” – o que significa que não consumira material em solução.

“Este é o gênio de Dan”, disse Silver. “Estes catalisadores são totalmente biologicamente compatível.”

Embora ainda possa haver espaço para aumentos adicionais de eficiência, Nocera disse que o sistema já é eficaz o suficiente para considerar possíveis aplicações comerciais, mas dentro de um modelo diferente para a tradução da tecnologia.

“É uma descoberta importante – ele diz que podemos fazer melhor do que a fotossíntese”, disse Nocera. “Mas eu também quero trazer essa tecnologia para o mundo em desenvolvimento.”

Trabalhando em conjunto com o primeiro programa de 100 Watts em Harvard, que ajudou a financiar a pesquisa, Nocera espera continuar a desenvolver a tecnologia e suas aplicações em países como a Índia com a ajuda de seus cientistas.

De muitas maneiras, Nocera disse, o novo sistema é o cumprimento da promessa de sua “folha artificial” – que usou a energia solar para separar a água e fazer combustível de hidrogênio.

“Se você pensar sobre isso, a fotossíntese é incrível”, disse ele. “É preciso luz solar, água e ar – e depois olhar para uma árvore. Isso é exatamente o que fizemos na folha biônica, mas conseguimos fazer significativamente melhor, porque nós transformar toda essa energia em um combustível”.

Fonte: Science

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