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Já falei aqui da tal bactéria que transforma jornal em biocombustível. O Ars Technica publicou outra história bacana sobre as bactérias que podem produzir energia renovável. E a equação é esta aí que está no título. E já é o segundo estudo que imagina como usar o encontro das águas doce e salgada como fonte de energia. O detalhe: não é apenas usar as diferenças entre as duas “águas” para gerar alguma eletricidade. É fazer hidrogênio no processo!
Claro que é preciso fazer isso através de um processo eletroquímico. A água do mar e a doce são colocadas em lados opostos de uma membrana que permite a passagem dos íons, mas evita que as moléculas se misturem. Os íons saem para a água doce por osmose (voltem pras aulas de química e física), o que cria uma diferença de carga que pode ser usada de diversas formas. A voltagem produzida em uma única célula é pequena, mas a fonte é quase infinita e está disponível 24h por dia.
Mas é exatamente a pequena produção de energia que torna o método nada possível para a produção de hidrogênio. É possível conseguir as voltagens necessárias caso as células sejam colocadas em série, mas são o custo fica inviável, por conta das membranas. E é neste ponto que a bactéria entra. Quando existe algum material orgânico, a bactéria capta os elétrons, oxidando o carbono e converte a sua energia em ATP (o fornecedor universal de energia para organismos). Mas os elétrons têm que ir para algum lugar. E quando não existe um lugar conveniente para isso, elas usam qualquer outro – mesmo que seja fora da célula. Coloque a bactéria num eletrodo, com condições ideais, e elas vão colocar os elétrons em outro lugar.
O processo fornece uma fonte de energia de baixa voltagem, baixa demais para dividir a água e fazer hidrogênio por si. Já se conseguiu produzir hidrogênio assim, mas só com o uso de uma fonte externa de eletricidade.
Foi aí que os autores deste estudo deram um passinho à frente. Colocaram 5 células de água doce e salgada em série, com um ânodo usado para hospedar as bactérias. Este conjunto não consegue nem mesmo produzir uma corrente usável. Mas quando conectado ao sistema de bactérias, consegue produzir hidrogênio – enquanto tiverem um suprimento de matéria orgânica (na experiência, eles usaram acetato). Aumentar o fluxo de água nas células aumenta a produção de hidrogênio – enquanto houver estoque de acetato.
A eficiência foi interessante. Com baixo fluxo de água, o total de energia em hidrogênio foi de 36% da energia colocada fornecida pelo acetato. Com este fluxo de água, 85% da energia armazenada como hidrogênio veio da diferença entre água doce e salgada. O restante veio do acetato, usado para a sobrevivência e crescimento da colônia. O bombeamento de água usou apenas 1% do custo de energia.
A grande questão deste sistema é que o cátodo (o outro pólo, necessário para fazer o processo fechar, para quem fugiu das aulas) tem que ser de platina. Ok, é possível usar um de molibdênio, mas a eficiência cai bastante. E talvez se encontre outro material, mais barato, que faça a traquitana funcionar, embora eles ainda não tenham pesquisado.
Como as bactérias são muito pouco exigentes sobre a fonte de energia que usam, o sistema pode usar lixo como fonte, desde que se usem as bactérias certas. Talvez seja possível colocar um destes no fim de um cano de esgoto e tirar hidrogênio líquido! Boas perspectivas, não?
PNAS, 2011. DOI: 10.1073/pnas.1106335108 (About DOIs).
Imagem: Cyron, CC-BY-SA
