A natureza tem uma receita “secreta” que garante qualidade nos seus processos de geração, armazenamento e dispensação de energia. Não por acaso, existe um ramo tecnológico chamado de biomimética, que desenvolve equipamentos e processos com base na observação do mundo natural, como pode estar ocorrendo com a fotossíntese artificial.

Em um primeiro momento, podemos entender que a fotossíntese artificial seja apenas um modo de melhorar a produção vegetal sem a presença do Sol, mas o conceito e desenvolvimento dessa área está focada na obtenção de energia e geração de combustíveis sustentáveis.

Mas como isso é possível? Há décadas, pesquisadores têm se debruçado sobre o desafio de desenvolver práticas mais limpas na geração de energia e para substituição de combustíveis fósseis. Essa pode ser mais uma fonte alternativa, mas ainda existem muitos desafios, acompanhe.

Se para a fotossíntese artificial fosse necessária apenas uma fonte diferente de luz, os percalços tecnológicos estariam resolvidos.Fonte:  Getty Images 

Fotossíntese de cada dia

A fotossíntese é o processo natural de obtenção energética das plantas, e outros organismos clorofilados, transformando a energia captada do Sol em energia química. Nesse processo, existem três principais ingredientes: luz solar, dióxido de carbono e água.

A fotossíntese ocorre principalmente nas folhas, onde há presença de clorofila, pigmento verde, ou em estruturas clorofiladas. As folhas têm a função de captar o CO2, suspenso na atmosfera, que interage com a água e a luz solar em uma estrutura chamada de cloroplasto, bastante similar às mitocôndrias em animais.

No caso da vegetais, a água vem acrescida com outros elementos do solo, não sendo utilizada “água pura” no sistema. Dessa reação são obtidos o oxigênio que retorna ao ambiente e a glicose que fará a nutrição da planta. Para a fotossíntese artificial, o que interessa é exatamente essa capacidade de transformação de energia a partir de elementos simples.

Mas afinal, o que é fotossíntese artificial?

A fotossíntese artificial emula os processos que quebra das moléculas de água e dióxido de carbono através da utilização de células sintéticas. Essas células fotocatalíticas imitam o processo de interação realizada pelos cloroplastos, no entanto, sem tanta eficiência e em processos bastante custosos.

O experimento ocorre geralmente com a colocação de placas recobertas por essas células, que podem ser porfirinas preparadas com tirosina, dentre outras tecnologias fotossintetizadoras, em meio ao componente a ser “quebrado”, estimuladas pela exposição à luz.

As pesquisas têm buscado reproduzir cloroplastos sintéticos.Fonte:  Getty Images 

Essas placas são estimuladas pela luz que pode ser solar, ou de fontes UV. Como resultado, na quebra das moléculas de água, é possível se obter hidrogênio, enquanto na quebra do CO2_, pode-se obter o monóxido de carbono, produto desejável para produção de metanol.

A fotossíntese artificial tem como principais benefícios, a captura de CO2 do ar ambiente, a produção de hidrogênio de forma limpa, sem a reemissão de gases na atmosfera e contar com o Sol como energia catalítica do processo, não necessitando de fontes de energia elétrica ou do uso de combustíveis fósseis.

Mas os desafios para que esse processo seja eficiente e possa ser reproduzido em larga escala ainda são maiores do que a capacidade tecnológica e de custeio do processo, mesmo quase duas décadas após o desenvolvimento da fotossíntese artificial.

Catalisando o futuro

As pautas oriundas dos eventos climáticos e a urgente aclamação pelo desenvolvimento de tecnologias no setor de abastecimento de combustíveis verdes, ou renováveis, implica na necessidade de investimento não apenas na produção, mas também em formas alternativas de armazenamento e distribuição desses produtos

A fotossíntese artificial tem como principal produto a produção de hidrogênio, combustível com potencial emergente para substituição de combustíveis fósseis. No entanto, os processos para obtenção, seja por quaisquer meios pelos quais ele possa ser extraído, ainda apresentam baixa eficiência.

A fotossíntese artificial traz um novo e potencial uso para o aproveitamento da luz solar.Fonte:  Getty Images 

Além disso, o armazenamento e distribuição carecem de atenção especial, visto que é essencial que a logística esteja preparada para recepção deste produto no mercado, em todos os seus potenciais usos. Todavia, esse processo ainda é lento, mesmo diante dos compromissos internacionais relacionados a redução da pegada de carbono no mundo.

Neste cenário, a fotossíntese artificial vem como uma proposta para geração de combustíveis verdes através do uso da luz solar, captação de CO2O e obtenção de hidrogênio, simulando um processo natural, que se acredita ser menos danoso ao meio ambiente.

Preservação e eficiência tem sido o foco para o desenvolvimento de novas tecnologias, no entanto, mesmo tendo sido proposta há quase uma década, ainda será necessária ao menos outra década até que saibamos se a fotossíntese artificial, realmente pode representar um futuro energético para o mundo.

Gostou do conteúdo? Então, fique por dentro de mais assuntos como esse aqui no TecMundo e aproveite para conhecer as 5 profissões que irão atuar com o hidrogênio verde. Até mais!