Ciência, Tecnologia e Ensino

As células solares recebem a luz do Sol e produzem uma corrente elétrica, de maneira instantânea, mas, assim que o sol se põe, a células solares ficam inativas.

Essa limitação só pode ser superada se a energia solar for armazenada em baterias, no entanto esse processo ainda é muito caro!

Por essa razão os químicos perguntam: será possível transformar a luz solar em combustível?

A natureza já faz isso através da fotossíntese: as plantas verdes misturam água, luz solar e dióxido de carbono para fazer açúcares e amidos e isto fornece todo o combustível de que necessitam.

Esse é um tipo de combustível que também precisamos muito, sob a forma de alimentos ou de petróleo.

O problema é que as plantas não são muito eficientes em produzir esse combustível: apenas cerca de 3% da energia do sol é convertida em combustível utilizável.

E o combustível que serve para as plantas não necessariamente funciona para nós: os amidos e açúcares têm de ser tratados posteriormente se as nossas necessidades são mais sofisticadas do que simplesmente comer e depois expelir as sobras.

Mas as plantas têm uma especialidade que precisamos aprender com elas: retirar elétrons da água para produzir combustível.

Enquanto o sistema fotovoltaico, ou célula solar, é um processo que produz corrente elétrica deslocando os elétrons de um lugar para outro, para produzir combustível com a fotossíntese os elétrons precisam ser retirados da água e armazenados em ligações químicas.

As plantas obtêm o seu suprimento eletrônico da água e ao redor do mundo os químicos estão tentando projetar sistemas sintéticos que façam o mesmo.

E o projeto que eles têm de superar ou, pelo menos, imitar, não só funciona em temperatura ambiente como também não necessita de metais catalisadores caros.

Produzir algo tão barato e similar as máquinas utilizadas pelas plantas continua sendo um desafio fundamental.

Alguns químicos estadunidenses, encarando esse desafio, fazem parte de um esforço de colaboração chamado Powering the Planet (Energizando o Planeta), apoiado pela National Science Foudation (Fundação Nacional de Ciência) do Estados Unidos.

O cerne do projeto é constituído por três problemas químicos básicos, cada um abordado por uma equipe de pesquisadores.

1- Conceber um material acessível para coletar energia do Sol e convertê-la em corrente elétrica (a equipe responsável é liderada por Nate Lewis, no Caltech – California Institute of Technology).

2- Aperfeiçoar um catalisador na extremidade do material para separar água e produzir oxigênio (essa equipe é liderada por Dan Nocera, no MIT – Massachusetts Institute of Technology).

3- Conceber outro catalisador para a outra extremidade do material para produzir hidrogênio, o qual será utilizado como combustível (a equipe é liderada por Harry Gray, também no Caltech).

Iniciado em 2006, esse programa continua em pleno desenvolvimento e isso será apresentado nas próximas publicações.