Tecnologia Científica

Luz brilhante para fazer hidrogênio
Os resultados revelam que os híbridos D. desulfuricans-CdS apresentam alta produção de H 2 , alta estabilidade e notável eficiência no uso direto da energia solar., mesmo na ausência de mediadores caros e tóxicos.
Por Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier da Universidade NOVA de Lisboa ITQB NOVA - 24/03/2021


Os híbridos D. desulfuricans-CdS apresentam alta produção de H2, alta estabilidade e notável eficiência no uso direto da energia solar. Crédito: Inês Cardoso Pereira; Mónica Martins

A descarbonização da economia e a transição dos combustíveis fósseis para as energias renováveis ​​é um dos desafios globais mais urgentes do século XXI. O hidrogênio pode desempenhar um papel fundamental neste processo como um veículo energético neutro para o clima promissor. Ainda assim, a chamada economia verde do hidrogênio exige que a produção de hidrogênio seja baseada exclusivamente em energia renovável. Além disso, idealmente não deve usar catalisadores de metal raros e caros, cuja produção tem graves consequências ambientais. Para enfrentar este desafio, as investigadoras Inês Cardoso Pereira e Mónica Martins do ITQB NOVA estão a trabalhar numa tecnologia inovadora para produzir hidrogénio a partir da luz a partir de microrganismos não fotossintéticos.

O hidrogênio oferece novas possibilidades empolgantes como veículo energético, mas a produção atual de hidrogênio ainda é feita principalmente a partir de combustíveis fósseis. Por outro lado, a energia solar é a fonte ideal mais abundante e definitiva, entre várias opções renováveis. Assim, estratégias sustentáveis ​​usando a conversão direta da energia solar em combustíveis valiosos como o hidrogênio são urgentemente necessárias.

Em um estudo agora publicado na Angewandte Chemie International Edition , os cientistas descrevem uma nova abordagem baseada em sistemas biohíbridos. Estes combinam bactérias não fotossintéticas de alta produção de hidrogênio com nanopartículas semicondutoras de sulfeto de cádmio (CdS) autoproduzidas que são muito eficientes na captura de luz. "O desenvolvimento de bio-híbridos é uma nova área de pesquisa muito estimulante, onde podemos combinar a alta eficiência catalítica e especificidade de sistemas biológicos com materiais sintéticos que têm desempenhos destacados na captação de energia solar ou elétrica ”destaca Inês Cardoso Pereira, chefe do Laboratório de Metabolismo de Energia Bacteriana.“ Este campo está crescendo rapidamente e a abordagem mais promissora é combinar microrganismos intactos com nanopartículas produzidas em sua superfície, o que permite direto transferência de energia entre eles ".

Os pesquisadores investigaram a produção de hidrogênio impulsionada pela luz por biohíbridos baseados em várias bactérias. Todos os biohíbridos gerados produziram H 2 a partir da luz, mas o que utilizou Desulfovibrio desulfuricans, bactéria encontrada no solo, apresentou atividade destacada. Esta bactéria contém altos níveis de hidrogenases, as enzimas envolvidas na produção de hidrogênio , e são eficientes na produção de nanopartículas de sulfeto extracelulares. Essas nanopartículas autoproduzidas capturam luz, que a bactéria pode então usar para produzir H 2 . Os resultados revelam que os híbridos D. desulfuricans-CdS apresentam alta produção de H 2 , alta estabilidade e notável eficiência no uso direto da energia solar., mesmo na ausência de mediadores caros e tóxicos.

O uso de microrganismos e materiais de coleta de luz autoproduzidos é uma abordagem sustentável e de baixo custo para gerar combustíveis. "Este novo sistema biohybrid é forte candidato para o desenvolvimento de um protótipo de biorreator para mais verde H 2 produção", explica Mónica Martins.

 

.
.

Leia mais a seguir