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terça-feira, 3 de dezembro de 2013

Biocélula híbrida usa materiais biológicos e sintéticos

Biocélula híbrida usa materiais biológicos e sintéticos:

Biocélula híbrida usa materiais biológicos e sintéticos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/12/2013
Biocélula híbrida usa materiais biológicos e sintéticos
A biocélula usa proteínas de uma bactéria que sobrevive em condições extremas. [Imagem: Tim Kothe et al./Angewandte Chemie]

Cianobactérias
Para criar um sistema mais robusto, que pudesse sobreviver bem ao Sol, os pesquisadores usaram fotossistemas não de plantas, mas de cianobactérias termofílicas que se desenvolvem durante o escaldante verão japonês.
Devido ao habitat e comportamento das bactérias, seus fotossistemas mostraram-se muito mais estáveis do que as proteínas equivalentes de espécies que não ocorrem em condições ambientais extremas.
Na natureza, os fotossistemas 1 e 2 usam a energia do Sol para converter o dióxido de carbono em oxigênio e biomassa.
Na biocélula solar, contudo, os pesquisadores usaram-nos para produzir eletricidade.
Para isso, eles desenvolveram um hidrogel usando materiais condutores de eletricidade - são hidrogéis redox - a fim de conectar as biocélulas aos eletrodos que coletam a corrente de elétrons.
Estrutura da célula solar de base biológica
Biocélula híbrida usa materiais biológicos e sintéticos
Esquema de funcionamento da biocélula, que poderá produzir eletricidade ou hidrogênio. [Imagem: Tim Kothe et al./Angewandte Chemie]
A biocélula solar é formada por duas câmaras.
Na primeira, a proteína do fotossistema 2 extrai elétrons das moléculas de água, gerando oxigênio. Os elétrons migram através do hidrogel redox até o primeiro eletrodo, que é conectado ao eletrodo da segunda câmara.
O eletrodo na segunda câmara leva os elétrons através de um hidrogel redox diferente até o fotossistema 1. Lá, os elétrons são passados para o oxigênio, gerando novamente água.
Os hidrogéis redox são diferentes nas duas câmaras para que haja uma diferença de potencial entre os dois eletrodos, essencial para que a célula solar funcione.
Os fotossistemas fazem tudo isso apenas quando são "alimentados" por energia luminosa. Assim, quando são expostos à luz solar, gera-se um fluxo contínuo de eletricidade nesse sistema fechado.
Geração de hidrogênio
O protótipo gerou apenas alguns nanowatts de eletricidade por centímetro quadrado, mas representa uma demonstração de conceito interessante para futuros desenvolvimentos.
"O sistema pode ser considerado um diagrama esquemático para o desenvolvimento de células semi-artificiais e naturais, nas quais fotossíntese é usada na produção induzida pela luz de portadores de energia alternativos, como o hidrogênio," propõe o professor Matthias Rögner.
Bibliografia:

Combination of A Photosystem 1-Based Photocathode and a Photosystem 2-Based Photoanode to a Z-Scheme Mimic for Biophotovoltaic Applications
Tim Kothe, Nicolas Plumeré, Adrian Badura, Marc M. Nowaczyk, Dmitrii A. Guschin, Matthias Rögner, Wolfgang Schuhmann
Vol.: Article first published online
DOI: 10.1002/anie.201303671

Fonte:
Citação Bibliográfica - Norma ABNT
SITE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA. Biocélula híbrida usa materiais biológicos e sintéticos. 02/12/2013. Online. Disponível em www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=biocelula-hibrida-biologicos-sinteticos. Capturado em 03/12/2013. 

Núcleo Gaia de Inovação Tecnológica

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