Cientistas desenvolveram uma nova maneira de conseguir a fotossíntese artificial, produzindo hidrocarbonetos de alta energia aproveitando as nanopartículas de ouro ricas em elétrons como catalisador.

Na fotossíntese, as plantas convertem a energia da luz solar em glicose, reorganizando moléculas de água e dióxido de carbono.

O novo processo imita essa habilidade natural por meio de manipulações químicas que criam combustível líquido, sem exigir clorofila.

“O objetivo aqui é produzir hidrocarbonetos complexos e liquefeitos a partir do excesso de CO2 e outros recursos sustentáveis, como a luz solar”, diz o químico Prashant Jain, da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign.

“Os combustíveis líquidos são ideais porque são mais fáceis, seguros e econômicos de transportar do que o gás,” disse.

Os benefícios de realizar fotossíntese artificial em escala seriam enormes, dando-nos uma fonte de energia limpa e auto-sustentável que poderia um dia alimentar nossas casas e carros simplesmente imitando o que plantas e outros organismos fazem por padrão.

Crédito: Fred Zwicky

Por causa disso, cientistas de todo o mundo estão continuamente procurando como aproveitar a energia solar como uma fonte de combustível fotossintética ilimitada, até porque ela também pode fornecer um meio de nos ajudar a reaproveitar CO2 atmosférico nocivo.

A nova pesquisa de Jain se baseia em trabalhos anteriores que ele liderou em 2018, investigando o uso de nanopartículas de ouro como um substituto para a clorofila — um pigmento que atua como um catalisador na fotossíntese natural, ajudando a conduzir a reação química.

“Os cientistas muitas vezes procuram plantas para obter insights sobre métodos para transformar a luz solar, o dióxido de carbono e a água em combustíveis”, disse Jain na época.

Nesses experimentos, a equipe descobriu que minúsculas partículas esféricas de ouro medindo apenas nanômetros de tamanho poderiam absorver luz verde visível e transferir elétrons e prótons foto-excitados.

O novo estudo vai além com a mesma técnica, convertendo CO2 em moléculas combustíveis de hidrocarbonetos complexos — incluindo propano e metano — que são sintetizados pela combinação de luz verde com as nanopartículas de ouro em um líquido iônico.

Créditos: Sungju Yu/Jain Lab/Universidade de Illinois em Urbana-Champaign

Ainda assim, como em outros métodos usados ​​para gerar fotossíntese artificial, a praticidade do avanço dependerá, em última instância, de sua eficiência — e de sua capacidade de ser implementada no mundo real.

Nessa frente, os pesquisadores reconhecem que agora precisam refinar a capacidade das nanopartículas de ouro para impulsionar essas conversões químicas e investigar como potenciais aplicativos futuros podem funcionar em escala.

“Ainda há um longo caminho a percorrer”, disse Jain em 2018.

“Acho que precisaremos de, pelo menos, uma década para encontrar tecnologias práticas de fixação de CO2, fixação de CO2 e formação de combustível que sejam economicamente viáveis. Mas todo insight sobre o processo melhora o ritmo no qual a comunidade de pesquisa pode se mover.” [Science Alert]

Revisão: SR.Black

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