Tecnologia Científica

A pesquisa cria gotículas vivas produtoras de hidrogênio, abrindo caminho para uma futura fonte de energia alternativa
Normalmente, as células de algas fixam dióxido de carbono e produzem oxigênio por fotossíntese. O estudo usou gotículas de açúcar cheias de células vivas de algas para gerar hidrogênio , em vez de oxigênio, por fotossíntese.
Por Universidade de Bristol - 25/11/2020


Imagem de microscopia eletrônica de uma gota densamente compactada de células de algas produtoras de hidrogênio. Barra de escala, 10 micrômetros. Crédito: Prof Xin Huang, Harbin Institute of Technology

Os cientistas construíram pequenas fábricas microbianas baseadas em gotículas que produzem hidrogênio, em vez de oxigênio, quando expostas à luz do dia no ar.

Os resultados da equipe de pesquisa internacional baseada na Universidade de Bristol e no Harbin Institute of Technology na China foram publicados hoje na Nature Communications .

Normalmente, as células de algas fixam dióxido de carbono e produzem oxigênio por fotossíntese. O estudo usou gotículas de açúcar cheias de células vivas de algas para gerar hidrogênio , em vez de oxigênio, por fotossíntese.

O hidrogênio é potencialmente um combustível neutro para o clima, oferecendo muitos usos possíveis como uma futura fonte de energia. Uma grande desvantagem é que a produção de hidrogênio envolve o uso de muita energia, portanto, alternativas verdes estão sendo buscadas e essa descoberta pode fornecer um importante passo à frente.

"Nossa metodologia é fácil e deve ser capaz de aumentar a escala sem prejudicar a viabilidade das células vivas. Também parece flexível; por exemplo, recentemente capturamos um grande número de células de levedura no gotas e utilizou os reatores microbianos para a produção de etanol. "

Xin Huang

A equipe, composta pelo professor Stephen Mann e pelo Dr. Mei Li da Escola de Química de Bristol, juntamente com o professor Xin Huang e colegas do Harbin Institute of Technology na China, capturou cerca de dez mil células de algas em cada gota, que foram então amontoadas por osmose compressão. Enterrando as células profundamente dentro das gotículas, os níveis de oxigênio caíram a um nível que ativou enzimas especiais chamadas hidrogenases, que sequestraram a via fotossintética normal para produzir hidrogênio. Dessa forma, cerca de um quarto de milhão de fábricas de micróbios, normalmente com apenas um décimo de milímetro de tamanho, poderiam ser preparadas em um mililitro de água.

Para aumentar o nível de evolução do hidrogênio, a equipe revestiu os micro-reatores vivos com uma fina casca de bactéria, que foi capaz de limpar o oxigênio e, portanto, aumentar o número de células de algas preparadas para a atividade da hidrogenase.

Embora ainda em um estágio inicial, o trabalho fornece um passo em direção ao desenvolvimento de energia verde fotobiológica em condições aeróbias naturais.

O professor Stephen Mann, co-diretor do Centro Max Planck Bristol para Biologia Mínima em Bristol, disse: "Usar gotículas simples como vetores para controlar a organização de células de algas e fotossíntese em microespaços sintéticos oferece uma abordagem potencialmente benigna do ambiente para a produção de hidrogênio que nós espero desenvolver em trabalhos futuros. "

O professor Xin Huang, do Harbin Institute of Technology, acrescentou: "Nossa metodologia é fácil e deve ser capaz de aumentar a escala sem prejudicar a viabilidade das células vivas. Também parece flexível; por exemplo, recentemente capturamos um grande número de células de levedura no gotas e utilizou os reatores microbianos para a produção de etanol. "

 

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