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A indústria alimentícia gera enormes quantidades de resíduos e subprodutos, inclusive da produção avícola. Todos os anos, cerca de 40 milhões de toneladas de penas de galinha são incineradas. Isto não só libera grandes quantidades de CO2mas também produz gases tóxicos como o dióxido de enxofre.
Pesquisadores da ETH Zurich e da Nanyang Technological University Singapore (NTU) encontraram agora uma maneira de fazer bom uso dessas penas. Usando um processo simples e ecológico, eles extraem a proteína queratina das penas e a convertem em fibras ultrafinas conhecidas como fibrilas amilóides. Essas fibrilas de queratina passam a ser usadas na membrana de uma célula a combustível.
Células de combustível geram CO2– eletricidade livre de hidrogênio e oxigênio, liberando apenas calor e água. Eles poderiam desempenhar um papel importante como fonte de energia sustentável no futuro. No coração de cada célula de combustível existe uma membrana semipermeável. Ele permite a passagem dos prótons, mas bloqueia os elétrons, forçando-os a fluir através de um circuito externo do ânodo carregado negativamente para o cátodo carregado positivamente, produzindo assim uma corrente elétrica.
Aproveitando bem os resíduos industriais
Nas células de combustível convencionais, essas membranas até agora têm sido feitas com produtos químicos altamente tóxicos, ou “produtos químicos para sempre”, que são caros e não se decompõem no meio ambiente. A membrana desenvolvida pelos pesquisadores da ETH e da NTU, por outro lado, consiste principalmente de queratina biológica, que é ambientalmente compatível e está disponível em grandes quantidades – as penas de galinha são 90% de queratina. Isso significa que a membrana fabricada em laboratório já é até três vezes mais barata que as membranas convencionais.
“Dediquei vários anos à pesquisa de diferentes formas de utilizar os resíduos alimentares para sistemas de energia renovável”, diz Raffaele Mezzenga, professor de Alimentos e Materiais Macios na ETH Zurique. “Nosso mais recente desenvolvimento fecha um ciclo: estamos pegando uma substância que libera CO2 e gases tóxicos quando queimado e utilizado num ambiente diferente: com a nossa nova tecnologia não só substitui substâncias tóxicas, mas também evita a libertação de CO2diminuindo o ciclo geral da pegada de carbono”, diz Mezzenga.
Aplicação versátil
No entanto, existem outros desafios a superar antes que o hidrogénio possa estabelecer-se como uma fonte de energia sustentável. “O hidrogénio é o elemento mais abundante no universo – mas infelizmente não na Terra”, diz Mezzenga. Como o hidrogénio não existe aqui na sua forma pura, tem de ser produzido, o que requer muita energia. Também aqui a nova membrana poderá servir bem no futuro, porque pode ser utilizada não só em células de combustível, mas também na separação de água.
Em um processo conhecido como eletrólise, a corrente contínua passa pela água, fazendo com que o oxigênio se forme no ânodo (desta vez) carregado positivamente, enquanto o hidrogênio escapa no cátodo carregado negativamente. A água pura não é suficientemente condutora para este processo e muitas vezes requer a adição de ácidos. A nova membrana, no entanto, é permeável aos prótons e, portanto, permite a migração de partículas entre o ânodo e o cátodo, necessária para a divisão eficiente da água, mesmo em água pura.
Patente pendente
O próximo passo dos pesquisadores será investigar o quão estável e durável é sua membrana de queratina e melhorá-la, se necessário. A equipe de pesquisa já registrou uma patente conjunta para a membrana e agora procura investidores ou empresas para desenvolver ainda mais a tecnologia e trazê-la ao mercado. .
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