Imitação da natureza: produção de combustível limpo a partir da fotossíntese artificial

O gás hidrogênio é um combustível limpo, já que na combustão do mesmo o único produto formado é a água, porém, a produção de gás hidrogênio ainda é muito cara para que seja viável sua comercialização. Para resolver o problema da viabilidade de produção desse combustível, cientistas do mundo todo estão fazendo pesquisas de processos para a produção do gás hidrogênio.

Um dos processos mais pesquisados hoje em dia é o da fotossíntese artificial, que como o próprio nome diz, imita de forma sintética o processo de fotossíntese ocorrido nas plantas.

O professor Jackson Dirceu Megiatto Júnior, da Unicamp (Universidade Estadual de Campinas), obteve importantes avanços nesse processo sintetizando moléculas muito similares às clorofilas, chamadas porfirinas, que dispensam a estrutura proteica para realizar absorção de luz sem se degradar.

O problema durante o processo foi que embora sejam estáveis durante o processo de absorção de luz, as porfirinas se degradam primeiro que as moléculas de água durante o processo artificial de fotossíntese, ou seja, elas são mais estáveis que a clorofila, mas não o suficiente para a conclusão do processo. A solução foi usar a tirosina, que é um aminoácido encontrado nas proteínas das folhas permitindo que houvesse tempo suficiente para a água se decompor em gás hidrogênio e gás oxigênio. A partir desse processo conseguiu-se gerar um rendimento muito próximo àquele apresentado pela fotossíntese natural, mas Jackson diz que mesmo com o sucesso do processo restarão desafios para tornar o processo da fotossíntese artificial comercialmente viável devido ao processo de preparação das porfirinas ainda ser caro.

Outra pesquisa realizada por pesquisadores da Universidade Nacional Australiana também conseguiu realizar com êxito a criação de uma fotossíntese artificial, a ideia foi criar biorreatores alimentados por luz solar para fabricar gás hidrogênio para serem usados em células de combustível. O sistema consiste no uso de uma proteína natural presente em quase todos os organismos vivos chamada ferritina. Quem viabilizou o processou foi Kastoori Hingorani, que descobriu uma forma de remover o ferro e substituí-lo por manganês, construindo um mecanismo muito semelhante ao que executa a quebra das moléculas de água na fotossíntese. Quando a luz incide sobre a ferritina modificada, há uma clara transferência de elétrons exatamente como na fotossíntese natural. O próximo passo será determinar a eficiência do processo, e pesquisar outras formas de usar a nova molécula para a construção de folhas artificiais ou outros mecanismos de uso prático.

Ainda há várias pesquisas como as citadas anteriormente sendo feitas com intuito de produzir um combustível limpo e sustentável que possa ser comercializado em larga escala promovendo, dessa maneira, a captura do carbono na atmosfera e combatendo o efeito estufa.

Referências:
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=moleculaeletricamente%20pulsante-fotossintese-artificial&id=010115140910
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=contribuicao-brasileirafotossintese-artificial&id=010115140626

Por Bruno Pavan Evangelista
Assessor do departamento de Comunicação e Marketing
Biotec Júnior – Gestão 2016