Revolução energética: combustíveis renováveis a partir da fotossíntese artificial

Essa tecnologia tem o potencial de ser uma fonte sustentável de combustíveis renováveis.

Daqui a quatro a seis décadas, a extração das reservas de combustíveis fósseis pode se tornar inviável. Assim, a crescente procura por opções mais limpas levou pesquisadores da USP a desenvolverem combustíveis por meio da fotossíntese artificial.

Com isso, a fotossíntese artificial, uma tecnologia que replica o processo natural, produz combustível limpo, que pode ser armazenado eficientemente, como o hidrogênio. Fique até o final e veja a magia da ciência brasileira.

Afinal, o que é fotossíntese?

A fotossíntese é um processo muito importante feito por plantas, algas e algumas bactérias. Nesse processo, a luz do sol é transformada em energia química. Além disso, a clorofila, pigmento presente nas células, é central na absorção da luz solar.

Quando a planta absorve essa energia, ela desencadeia várias reações químicas que criam glicose e oxigênio. Assim, a glicose é fonte de energia e ajuda a planta a crescer, enquanto o oxigênio vai para o ar, sendo importante para a vida na Terra.

Portanto, a fotossíntese não apenas sustenta a própria vida das plantas, mas também participa na manutenção do equilíbrio ambiental e na produção de oxigênio essencial para muitas formas de vida no planeta.

Mas e a fotossíntese artificial?

A fotossíntese artificial, por sua vez, é um processo que replica, em ambientes controlados, a capacidade das plantas de converter luz em energia. Entretanto, esse método envolve o uso de tecnologias projetadas para capturar eficientemente a energia solar.

Mas como isso é possível? No centro desse processo, estão materiais semicondutores, catalisadores ou sistemas biológicos sintéticos que conseguem absorver a luz. Assim, esses materiais transformam energia luminosa em energia química.

Nesse sentido, durante a transformação energética, desencadeia-se reações que convertem dióxido de carbono e água em combustíveis renováveis, como hidrogênio.

Dessa maneira, a fotossíntese artificial não pretende apenas produzir energia limpa, mas também superar desafios associados à interrupção de fontes renováveis convencionais.

Ao explorar essa tecnologia, os cientistas buscam contribuir significativamente para a transição global para fontes de energia mais sustentáveis. Embora ainda haja desafios, os avanços prometem a construção de um futuro energético mais limpo para o planeta.

O que são combustíveis renováveis?

A gente falou sobre fontes e combustíveis renováveis, mas você sabe o que são? Os combustíveis renováveis são fontes de energia que existem por meio de recursos naturais que se regeneram rapidamente, sendo inesgotáveis em escalas humanas de tempo.

Nesse sentido, são diferentes dos combustíveis fósseis, como carvão e petróleo, que são finitos e geram muitos impactos ambientais. Já os combustíveis renováveis são sustentáveis e mais amigáveis ao meio ambiente.

Alguns exemplos de fontes renováveis são a energia solar, luz do sol convertida em eletricidade; a energia eólica, movimento do vento capturado por turbinas; a energia hidrelétrica, fluxo de água em represas, entre outros.

Conforme dito anteriormente, a busca por combustíveis renováveis está ligada à necessidade de reduzir a dependência de recursos que vão acabar. Além de tentar reverter os impactos das mudanças climáticas e promover uma fonte energética mais sustentável.

Como usar a fotossíntese artificial?

Outras tentativas de suceder os combustíveis fósseis foram feitas, principalmente com a implementação dos carros elétricos que usavam baterias para isso, embora tenha sido de certa maneira pouco eficiente.

De que maneira? O uso de baterias em carros enfrenta um desafio difícil de resolver: as baterias têm uma recarga limitada. Isso reduz as perspectivas de uso em veículos de longa distância, como caminhões, sem contar os trens e aviões.

Dessa forma, os carros impulsionados por hidrogênio substituem os convencionais tanques de combustível por uma célula, em vez de usar baterias. Além disso, esses veículos possuem um tanque de hidrogênio que é manuseado de forma segura.

Desse modo, as células a combustível funcionam dividindo o hidrogênio através de uma membrana, o que gera eletricidade para alimentar o motor do carro. Dado que o hidrogênio é leve quando está gasoso, dá para guardar bastante dele em espaços pequenos.

No entanto, a maior parte do hidrogênio que usamos vem de combustíveis fósseis, como o petróleo. Então, voltamos ao início do problema, isto é, se a gente usar menos desses combustíveis, a criação de hidrogênio também vai diminuir.

Portanto, desde a fotossíntese artificial, os cientistas conseguiram chegar ao hidrogênio verde, que nada mais é do que uma forma de hidrogênio produzida através de um processo sustentável, geralmente usando eletricidade gerada por meio de fontes renováveis.

Com isso, alguns pesquisadores da USP conseguiram produzir uma tecnologia usando células de combustível com etanol, onde não ocorre a queima do combustível e sim a sua transformação em hidrogênio verde.

Para finalizar, embora a pesquisa esteja avançando, ainda há obstáculos tecnológicos e econômicos a serem superados antes que a fotossíntese artificial se torne uma fonte comercial viável de combustíveis renováveis em larga escala.