Com novos materiais, fotossíntese artificial é realizada

Novo método seria muito importante para obtenção de energia

Você já deve ter ouvido falar sobre o processo pelo qual as plantas e alguns outros organismos transformam a luz solar em energia química. Graças à fotossíntese, processo em que plantas ou algas libera oxigênio (O2) e consomem dióxido de carbono (CO2), a vida na Terra continua a existir. Mas e se pudéssemos reproduzir artificialmente tal método natural de obtenção de energia?

Um grupo de pesquisadores do Instituto de Química (IQ) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) desenvolveu materiais em escala nanométrica (bilionésima parte do metro)  para tentar realizar fotossíntese artificialmente, com o proposito principal de produzir energia.  
“Com base no conhecimento existente do sistema natural de fotossíntese realizado pelas plantas, estamos tentando reproduzir os pontos essenciais para a função fotossintética em materiais artificiais, para energia elétrica ou até mesmo combustível a partir da energia solar”, disse Jackson Dirceu Megiatto Júnior, professor do IQ da Unicamp, à Agência FAPESP.

A ideia da fotossíntese artificial começou no início do século XX, mas só foi considerada possível há alguns anos, com alguns avanços científicos que permitiram, em laboratório, usar energia solar e água para gerar os gases hidrogênio e oxigênio, de acordo com o diretor Megiatto.
Das inovações, talvez a principal sejam os materiais catalisadores que aceleram as reações ao serem ativados pela energia solar, quebrando as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio.

Painéis solares de silício também foram desenvolvidos, abrindo uma perspectiva de conectar esses materiais fotoativos a células a combustível convencionais – células eletroquímicas que convertem energia química em elétrica ao combinar os gases hidrogênio e oxigênio para formar moléculas de água novamente. Segundo Dirceu Megiatto, o desafio é  conectar os materiais a uma célula de combustível. “Se formos capazes de usar o hidrogênio e o oxigênio  produzidos por novos materiais  em uma célula a combustível, será possível gerar água novamente e eletricidade e fechar o ciclo de realização de fotossíntese artificial”  afirmou.

Porém, existem alguns pontos negativos em usar a placa de silício como material para a fotossíntese: altos custos e um difícil manuseio para se alcançar a pureza desejada.

Alternativa para o silício

Foi buscada uma alternativa de material natural para produzir fotossíntese artificial, já que os painéis solares de silício não eram viáveis no momento.  O IQ da Unicamp buscou na própria natureza essa alternativa. Não há melhor catalisador que a clorofila, pigmento que além de conferir a cor verde, também é utilizado naturalmente pelas plantas para a fotossíntese. “Essas moléculas são a saída da natureza para conseguir absorver energia solar. O processo de sintetização química delas, no entanto, é difícil e caro”,  comentou Megiatto. 

Portanto, foi criada uma clorofila também artificial, chamada de porfirina. Ela é mais fácil de ser usada e tem uma estabilidade química que a clorofila natural não oferece.
“Esses materiais, quando conectados a catalisadores, têm se mostrado muito promissores para a transformação da energia solar em energia química por meio da oxidação de moléculas de água, mas, no momento, estão sendo estudados apenas em solução aquosa e não em um dispositivo fotossintético real”, afirmou Megiatto.
Agora o objetivo é formar um filme polimérico fotoativo  com as moléculas geradas,  de forma a desenvolver um material sólido, e depositá-los sobre placas metálicas e semicondutoras (eletrodos), necessários para o funcionamento de uma célula solar.

“Os conhecimentos adquiridos nesse projeto também poderão ser aplicados na pesquisa agrícola para aumento do rendimento de plantas utilizadas para produção de biocombustíveis”, finalizou Megiatto.

Fonte: Agência Fapesp

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