Fotossíntese criada em laboratório poderá ser a fonte de energia do futuro

Sendo a água o bem em maior quantidade no planeta (70% da massa total) e a luz do sol uma fonte de energia relativamente bem distribuída por todos os continentes, por que não tentar uni-las para gerar combustível? Afinal, é isso que as plantas fazem, por meio do processo da fotossíntese.

Foi essa a ideia que orientou a pesquisa que o químico Jackson Megiatto, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), vem realizando desde que terminou seu doutorado. Recentemente, uma etapa vital foi vencida: o desenvolvimento de materiais que reproduzem artificialmente o modo de produção de energia pelas plantas. O trabalho, feito em conjunto com pesquisadores das universidades da Pensilvânia e do Arizona, nos Estados Unidos, foi publicado na revista “Nature” no início do ano.

A natureza se utiliza de estruturas complexas, como proteínas e enzimas, para transformar a água em fonte de combustível. Algumas das etapas da fotossíntese ainda não são totalmente conhecidas pela ciência. “Mas, se existe na natureza, não há nenhuma lei científica que impeça que seja feita pelo homem”, diz Megiatto.

Os materiais desenvolvidos pelo pesquisador são uma imitação simplificada do mecanismo vegetal, ainda que envolvam processos físicos e químicos complexos. O primeiro grande desafio foi criar materiais que fossem capazes de transformar luz do sol em energia química, tarefa desempenhada por Megiatto com uma bolsa de estudos do Departamento de Energia do governo americano. O resultado foi obtido pela síntese em laboratório de pigmentos chamados de perfluoro porfirina, cujas propriedades são semelhantes às da clorofila, o pigmento verde naturalmente encontrado nas plantas.

O aparelho consiste em um recipiente de água no qual se mergulham chapas metálicas ou semicondutores – chamados de eletrodos – revestidos do material sintetizado. Quando excitada por uma luz solar, a porfirina adquire energia suficiente para quebrar moléculas de água em seus constituintes: hidrogênio e oxigênio.

Os dois gases são coletados e transmitidos por tubos a um outro aparelho já conhecido dos cientistas, a célula combustível, que transforma os gases novamente em água, liberando a energia solar armazenada na forma de eletricidade. Em quantidades maiores, essa eletricidade pode gerar iluminação ou mover um carro, entre inúmeras outras utilizações.

Eficiência
“Fizemos um protótipo que prova ser possível reproduzir um processo semelhante à fotossíntese em laboratório”, diz Megiatto. “O próximo passo é melhorar sua eficiência, tanto em quantidade quanto em durabilidade, ainda baixas para aplicações comerciais.” Os esforços são tentar simplificar a síntese dos materiais desenvolvidos para o experimento até que se tornem mais baratos e eficientes do que atualmente.

O objetivo final é, no futuro, incluir a água e a luz solar entre as fontes de energia limpa disponíveis para o ser humano. “Mais cedo ou mais tarde vamos ter que nos defrontar com o desafio da exaustão dos combustíveis não renováveis. É bom que, quando esse momento chegar, a gente já conte com conhecimento constituído e talvez até fontes de energia já operando com água e luz solar”, diz Megiatto.