Esse invulgar micróbio, pertencente ao género Geobacter, foi
caracterizado pela sua capacidade de produzir magnetita na ausência de oxigénio, mas com o tempo os cientistas descobriram que também poderia fazer
outras coisas, como nano-fios bacterianos que conduzem eletricidade.
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| Imagem//Yao e Lovley / Ella Maru Studio |
Cientistas produzem combustível usando água e energia solar |
Durante anos, os investigadores tentam descobrir maneiras
úteis de explorar esse presente natural, e este ano eles podem ter atingido
esse objetivo com um dispositivo que chamam de Air-gen. Segundo a equipe, o
dispositivo pode gerar eletricidade a partir de, quase nada.
"Estamos
literalmente produzindo eletricidade do nada", disse o engenheiro
elétrico Jun Yao, da Universidade de Massachusetts Amherst, em fevereiro.
"O Air-gen gera energia limpa 24/7."
Tudo isto pode parecer um exagero, mas um estudo recente de
Yao e sua equipa descreve como o gerador a ar pode de fato criar eletricidade
com nada além da presença de ar á sua volta. Tudo isso graças aos nano-fios de
proteínas eletricamente condutivos produzidos pelo Geobacter ( G. sulfurreducens ,).
O Air-gen consiste em um filme fino de nano-fios de
proteínas medindo apenas 7 micrómetros de espessura, posicionado entre dois elétrodos,
mas também exposto ao ar.
Devido a essa exposição, o filme de nano-fios é capaz de
adsorver o vapor de água que existe na atmosfera, permitindo que o dispositivo
gere uma corrente elétrica contínua conduzida entre os dois elétrodos.
A equipa disse que a carga é provavelmente criada por um
gradiente de humidade que cria uma difusão de prótons no material de nano-fios.
"É esperado que
essa difusão de carga induza um campo elétrico de contrapeso ou potencial
análogo ao potencial de membrana em repouso em sistemas biológicos",
explicaram os autores em seu estudo.
"Um gradiente de humidade
mantido, que é fundamentalmente diferente de qualquer coisa vista em sistemas
anteriores, explica a saída contínua de tensão do nosso dispositivo de nano-fios".
A descoberta foi feita quase por acidente, quando Yao notou
que os dispositivos com os quais ele estava experimentando conduziam eletricidade
sozinhos.
"Vi que quando os
nano-fios estavam em contacto com os eletrodos de uma maneira específica, os
dispositivos geravam corrente elétrica", disse Yao .
"Descobri que a exposição à humidade atmosférica era
essencial e que os nano-fios de proteínas absorviam água, produzindo um
gradiente de voltagem no dispositivo".
Pesquisas anteriores demonstraram a geração de energia hidro-voltaica
usando outros tipos de nano-materiais, como o grafeno, mas essas tentativas
produziram apenas eletricidade, durante alguns segundos.
Por outro lado, o Air-gen produz uma tensão sustentada de
cerca de 0,5 volts, com uma densidade de corrente de cerca de 17 microamperes
por centímetro quadrado.
Isso não é muita energia, mas a equipa disse que ligar
vários dispositivos poderia gerar energia suficiente para carregar pequenos
dispositivos como smartphones e outros electrónicos pessoais, todos sem
desperdício e usando apenas a humidade do a, mesmo em regiões tão secas quanto
o deserto do Saara .
"O objetivo final
é criar sistemas em larga escala", disse Yao , explicando que futuros
esforços poderiam usar a tecnologia para alimentar casas usando nano-fios incorporados na pintura de parede.
"Quando chegarmos
a uma escala industrial para a produção de fios, espero que possamos fazer
grandes sistemas que darão uma grande contribuição à produção sustentável de
energia".
Se houver um atraso para realizar esse potencial
aparentemente incrível, deve-se á quantidade limitada de nano-fios de G.
sulfurreducens produzidos.
Pesquisas relacionadas de uma equipe, o microbiologista
Derek Lovley, que primeiro identificou os micróbios Geobacter na década de
1980, poderiam ter uma solução para isso, a engenharia genética de outros
insetos, como a E. coli, para realizar o mesmo de maneira massiva.
"Transformamos a
E. coli numa fábrica de nano-fios de proteínas", disse Lovley .
"Com esse novo
processo escalável, o fornecimento de nano-fios de proteínas não será mais um
entrave para o desenvolvimento dessas aplicações".
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Referencia// Nature .
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