Ha¡ alguns anos, o qua­mico de Harvard Daniel Nocera , junto com colaboradores da Harvard Medical School, criou um sistema que usa a luz solar para dividir as moléculas de águae combina¡-las com o dia³xido de carbono do ar para produzir combusta­vel renova¡vel. O sistema, conhecido como Folha Bia´nica, superou a eficiência da fotossa­ntese, o sistema pelo qual as plantas e alguns outros organismos convertem a energia da luz solar em energia química na forma de açúcar. Em um novo artigo, publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences, os pesquisadores abordam como usar a águado mar para alimentar a Folha Bia´nica. Nocera, o professor de energia da Patterson Rockwood, conversou com os jornalistas para responder a perguntas sobre sua pesquisa e os últimos avanços do projeto Bionic Leaf.   

NOCERA: Armazenamento escala¡vel de energia éo armazenamento de energia que todos podem usar. Precisa penetrar na sociedade e deslocar a atual infraestrutura de energia, que ébaseada no carbono. Quase toda a energia que vocêusa éenergia armazenada. Por exemplo, quando temos luzes acesas, tudo vem de uma usina que estãousando uma fonte de carbono para gerar eletricidade. As duas formas mais populares de armazenar energia são baterias e combusta­veis. O que as pessoas não percebem éque as baterias tem uma capacidade de armazenamento limitada. As melhores baterias armazenam energia 50 a 100 vezes menos do que o combusta­vel. Pegue um Tesla. Vocaª estãoentrando em uma bateria enorme. a‰ nisso que vocêestãosentado: uma bateria enorme que estãosubstituindo o pequeno tanque de gasolina na parte de trás do seu carro. Nãoimporta o que acontea§a, as baterias atingem seu limite e precisam ser recarregadas, assim como seu telefone. Os combusta­veis tem muito mais capacidade de armazenar energia, que équando vocêchega a  pea§a escalona¡vel. A quantidade de energia de que precisaremos no futuro para reduzir drasticamente as emissaµes de gases de efeito estufa tera¡ a ver com combusta­veis e não pode ser baseada em carbono, porque isso continuara¡ contribuindo para o aquecimento do clima.

NOCERA: A águaéfeita de H 2 O - dois hidrogaªnio e um oxigaªnio. O que vocêfaz éusar a luz do sol para reorganizar as ligações da águae produzir hidrogaªnio e oxigaªnio. Vocaª pode usar o hidrogaªnio como combusta­vel por meio de células de combusta­vel. Isso leva o hidrogaªnio e o oxigaªnio do ar e então gera eletricidade. Fizemos isso anos atrás com o sistema de Folha Artificial que desenvolvemos. a‰ completamente renova¡vel porque quando vocêpega o hidrogaªnio que ele produz e o recombina com o oxigaªnio, vocêobtanãm a¡gua, ou se vocêtem hidrogaªnio como combusta­vel diretamente, ou em combinação com dia³xido de carbono para fazer um combusta­vel la­quido, e então vocêqueima isso combusta­vel, vocêrecebe a águade volta. Vocaª não estãousando a a¡gua, estãodando um ciclo.

Na maioria dos outros catalisadores que dividem a a¡gua, a águaprecisa vir de ambientes intocados ou eles corroem. Meu grupo criou o que échamado de catalisadores de autocura e eles se corrigem em tempo real. Como eles se autocuram, vocênão precisa usar fontes de águapura. Afinal, quase 97% da águado mundo éimpura. Isso éo que adicionamos ao nosso sistema nesta abordagem mais recente. Ele combina osmose direta, para purificar a a¡gua, com a divisão da águapara que vocêpossa pegar a águasuja e depois leva¡-la a um esta¡gio de águalimpa, que éentão dividida para formar hidrogaªnio e oxigaªnio.

NOCERA: sim. Muitas pessoas argumentam que esse tipo de sistema visando fontes impuras não énecessa¡rio e que há águalimpa suficiente quando vocêa purifica industrialmente, como aqui nos Estados Unidos. O que todo mundo esquece éque a maior parte do mundo que precisa de energia limpa são as partes mais pobres sem isso infraestrutura industrial. O problema ésempre que vocêentra nessas discussaµes, ésobre onde vocêmora aqui e agora, e muitos podem não considerar outros lugares, e são esses lugares que estãoimpulsionando o futuro da energia. No final do dia, precisamos ser capazes de ter um processo de armazenamento de energia que seja distribua­do e funcione com qualquer coisa. E tudo éar, águasuja e luz do sol. a‰ sobre isso que este artigo fala. Na³s inventamos muitas maneiras de usar qualquer fonte de águae esta éoutra maneira diferente de usar qualquer fonte de a¡gua. 

NOCERA: Essa pesquisa foi impulsionada pelo Office of Naval Research porque a Marinha atua muito em águado mar. Eles queriam ver se podemos gerar oxigaªnio durante o voo para os mergulhadores. O subproduto da divisão da águaéo oxigaªnio. Falamos sobre o valor do processo de divisão da águapara produzir hidrogaªnio, mas para a Marinha éo oxigaªnio que tem valor. Esse sistema poderia pegar águado mar e convertaª-la em oxigaªnio puro para que os mergulhadores pudessem respirar. A próxima etapa do projeto para mim éme concentrar em obter oxigaªnio respira¡vel da águasuja. Isso também pode beneficiar muitos outros campos. a‰ assim que a ciência funciona. Vocaª faz uma descoberta e então ela abre novos caminhos de trabalho para outros cientistas.