De acordo com pt.wedoany.com-Uma equipa de investigação da Universidade de Cambridge desenvolveu um dispositivo de folha artificial que utiliza uma combinação de semicondutores orgânicos e enzimas bacterianas para converter diretamente luz solar e dióxido de carbono em combustível, sem necessidade de matérias-primas fósseis. Este resultado, publicado na revista Joule, oferece um novo caminho para a descarbonização da indústria química.
Atualmente, a indústria química depende quase exclusivamente de combustíveis fósseis, não apenas como fonte de energia, mas também como matéria-prima. O Professor Erwin Reisner, do Departamento de Química Yusuf Hamied da Universidade de Cambridge, afirma que a indústria química é um problema complexo que deve ser enfrentado na construção de uma economia circular e sustentável, sendo necessário encontrar formas de descarbonizar este setor. A equipa de Reisner estuda há muito tempo as folhas artificiais — dispositivos que simulam a fotossíntese, produzindo combustíveis à base de carbono apenas com luz solar e dióxido de carbono.
Os primeiros designs de folhas artificiais utilizavam semicondutores inorgânicos ou catalisadores sintéticos, mas apresentavam problemas como degradação rápida, absorção espetral estreita ou presença de elementos tóxicos (como chumbo), dificultando a sua produção limpa em grande escala. O novo dispositivo combina semicondutores orgânicos (sintonizáveis, não tóxicos e ajustáveis) com enzimas extraídas de bactérias redutoras de sulfato. A co-primeira autora, Dra. Celine Yeung, salienta que o dispositivo elimina componentes tóxicos e utiliza elementos orgânicos, permitindo reações químicas limpas e um único produto final, sem reações secundárias indesejadas. Esta é a primeira vez que semicondutores orgânicos são utilizados como componentes de captação de luz em sistemas bio-híbridos deste tipo, evitando os problemas de toxicidade e instabilidade das gerações anteriores.
O dispositivo utiliza enzimas extraídas de bactérias redutoras de sulfato, capazes de decompor água ou converter dióxido de carbono em formato. A equipa também incorporou uma enzima auxiliar — anidrase carbónica — numa estrutura porosa de dióxido de titânio, permitindo que o sistema funcione numa simples solução de bicarbonato (semelhante a água com gás), sem necessidade de aditivos químicos tampão. O co-primeiro autor, Dr. Yongpeng Liu, afirma que a equipa demorou muito tempo a perceber como fixar enzimas específicas ao elétrodo, e agora começa a ver resultados.
Nos testes, o dispositivo gerou uma elevada fotocorrente e alcançou uma eficiência de Faraday quase perfeita — praticamente todos os eletrões gerados pela luz solar foram utilizados para produzir combustível, sem perdas em reações secundárias. O dispositivo funcionou continuamente por mais de 24 horas, mais do dobro do tempo dos designs anteriores. Posteriormente, a equipa adicionou o formato produzido pelo dispositivo a uma reação "dominó", sintetizando compostos farmacêuticos com elevado rendimento e pureza, demonstrando que esta folha pode impulsionar sínteses químicas verdadeiramente úteis, e não apenas produzir combustível de forma isolada.
A equipa sublinha que este é ainda um ponto de partida, não um produto final. Prolongar a vida útil do dispositivo para além das 24 horas é uma prioridade imediata, sendo também necessário ajustar a plataforma para produzir uma gama mais ampla de produtos químicos. Reisner afirma que a investigação prova que é possível fabricar dispositivos movidos a energia solar eficientes, duráveis e sem componentes tóxicos ou insustentáveis, que poderão ser a plataforma base para a produção futura de combustíveis e produtos químicos verdes. O estudo foi financiado pelo Conselho Europeu de Investigação (European Research Council), pela UK Research and Innovation (UKRI), pela A*STAR de Singapura e pela Fundação Nacional de Ciência Suíça (Swiss National Science Foundation), refletindo um amplo interesse internacional.
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