Portanto, esse processo de transformar a luz do sol diretamente em energia utilizável, o que denominamos de fotossíntese, em breve pode deixar de ser uma exclusividade das plantas e passar a ser uma façanha que os humanos serão capazes de imitar.
Assim será possível aproveitar a energia do sol para obter combustível limpo, armazenável e eficiente.
Além disso, poderá abrir uma nova fronteira de energia limpa.
Foto: Yulia Pushka
Yulia Puskhar , biofísica e professora de física na Faculdade de Ciências de Purdue em Indiana nos EUA, pode encontrar uma maneira de aproveitar essa energia imitando plantas.
Assim, a energia eólica e a energia solar, aproveitadas por células fotovoltaicas, são as duas principais formas de energia limpa disponíveis.
Adicionar uma terceira, ou seja, a fotossíntese sintética mudaria dramaticamente o panorama das energias renováveis.
A capacidade de armazenar energia facilmente, sem a necessidade de baterias pesadas, melhoraria drasticamente a capacidade dos humanos de fornecer energia à sociedade de maneira limpa e eficiente.
Portanto, tanto as turbinas eólicas quanto as fotovoltaicas têm desvantagens em termos de efeitos ambientais e fatores complicadores.
Assim, Pushkar espera que a fotossíntese artificial seja capaz de contornar essas armadilhas.
“Nós e outros pesquisadores ao redor do mundo estamos trabalhando muito duro para tentar gerar energia acessível”, disse Pushkar. “Energia limpa e sustentável que podemos criar com elementos não tóxicos e facilmente disponíveis. Nossa fotossíntese artificial é o caminho a seguir.”
A fotossíntese é uma dança complexa de processos pelos quais as plantas convertem o brilho do sol e as moléculas de água em energia utilizável na forma de glicose.
Além disso, para fazer isso, elas usam um pigmento, geralmente a famosa clorofila, além de proteínas, enzimas e metais.
Ademais, o processo mais próximo da fotossíntese artificial que os humanos têm hoje é a tecnologia fotovoltaica, onde uma célula solar converte a energia do sol em eletricidade.
Portanto, comparativamente as células fotovoltaicas são capazes de capturar apenas cerca de 20% da energia solar, enquanto a fotossíntese é capaz de armazenar 60% da energia solar como energia química em biomoléculas associadas. Fotossíntese artificial como fonte de energia sustentável esse é o objetivo.
A eficiência de células fotovoltaicas simples é limitada pela capacidade dos semicondutores de absorver a energia da luz e pela capacidade da célula de produzir energia. Esse limite é algo que os cientistas poderiam superar com a fotossíntese sintética.
“Com a fotossíntese artificial, não há limitações físicas fundamentais”, disse Pushkar. “É muito fácil imaginar um sistema 60% eficiente porque já temos um precedente na fotossíntese natural. E se formos muito ambiciosos, poderíamos até imaginar um sistema de até 80% de eficiência.
O grupo de Pushkar está imitando o processo construindo seu próprio sistema análogo de “folha” artificial que coleta luz e divide as moléculas de água para gerar hidrogênio.
Além disso, o hidrogênio pode ser usado como combustível por si só por meio de células de combustível ou pode ser adicionado a outros combustíveis, como o gás natural, ou incorporado em células de combustível para alimentar tudo, de veículos a casas a pequenos dispositivos eletrônicos, laboratórios e hospitais.
Cientistas do laboratório de Pushkar experimentam combinações de proteínas naturais e catalisadores sintéticos na tentativa de entender o que funciona melhor.
Ela também prioriza o uso de compostos e produtos químicos que sejam facilmente abundantes na Terra, facilmente acessíveis e não tóxicos para o planeta.
“A reação é muito complexa”, disse Pushkar. “A química da divisão das moléculas de água é extremamente complexa e difícil.”
Pushkar espera que nos próximos 10-15 anos haja progresso suficiente para que os sistemas comerciais de fotossíntese artificial possam começar a ficar disponíveis.
Sua pesquisa é financiada pela National Science Foundation.
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