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Embora as plantas possam servir como fonte de alimento, oxigênio e decoração, muitas vezes não são consideradas uma boa fonte de eletricidade. Mas, ao coletar elétrons transportados naturalmente dentro das células vegetais, os cientistas podem gerar eletricidade como parte de uma célula solar biológica “verde”. Agora, pesquisadores relatando em Materiais Aplicados e Interfaces ACS usaram, pela primeira vez, uma planta suculenta para criar uma “célula bio-solar” viva que funciona com a fotossíntese.
Em todas as células vivas, de bactérias e fungos a plantas e animais, os elétrons são transportados como parte de processos bioquímicos naturais. Mas se os eletrodos estiverem presentes, as células podem realmente gerar eletricidade que pode ser usada externamente. Pesquisadores anteriores criaram células de combustível dessa maneira com bactérias, mas os micróbios precisavam ser constantemente alimentados. Em vez disso, os cientistas, incluindo a equipe de Noam Adir, recorreram à fotossíntese para gerar corrente. Durante esse processo, a luz impulsiona um fluxo de elétrons da água que resulta na geração de oxigênio e açúcar. Isso significa que as células fotossintéticas vivas estão constantemente produzindo um fluxo de elétrons que pode ser retirado como uma “fotocorrente” e usado para alimentar um circuito externo, como uma célula solar.
Certas plantas – como as suculentas encontradas em ambientes áridos – têm cutículas grossas para manter a água e os nutrientes dentro de suas folhas. Yaniv Shlosberg, Gadi Schuster e Adir queriam testar, pela primeira vez, se a fotossíntese em suculentas poderia gerar energia para células solares vivas usando sua água e nutrientes internos como solução eletrolítica de uma célula eletroquímica.
Os pesquisadores criaram uma célula solar viva usando a suculenta Corpuscularia lehmannii, também chamada de “fábrica de gelo”. Eles inseriram um ânodo de ferro e um cátodo de platina em uma das folhas da planta e descobriram que sua voltagem era de 0,28V. Quando conectado a um circuito, produz até 20 µA/cm2 da densidade da fotocorrente, quando exposto à luz e poderia continuar produzindo corrente por mais de um dia. Embora esses números sejam menores que os de uma bateria alcalina tradicional, eles são representativos de apenas uma única folha. Estudos anteriores sobre dispositivos orgânicos semelhantes sugerem que a conexão de várias folhas em série pode aumentar a tensão. A equipe projetou especificamente a célula solar viva para que os prótons dentro da solução interna da folha pudessem ser combinados para formar gás hidrogênio no cátodo, e esse hidrogênio pudesse ser coletado e usado em outras aplicações. Os pesquisadores dizem que seu método pode permitir o desenvolvimento de futuras tecnologias sustentáveis e multifuncionais de energia verde.
Os autores reconhecem o financiamento de uma bolsa “Nevet” do Grand Technion Energy Program (GTEP) e uma bolsa Technion VPR Berman para pesquisa de energia e apoio do Laboratório de Pesquisa de Tecnologias de Hidrogênio da Technion (HTRL).
Fonte da história:
Materiais fornecidos por American Chemical Society. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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