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Algas produtoras de hidrogênio

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As algas e as cianobactérias, ambos organismos aquáticos fotossintéticos, conseguem utilizar a luz do sol para produzir hidrogênio. A reação é possível porque estes organismos possuem fotossistemas que contém pigmentos sensíveis à luz. Fotossistemas são importantes para a produção de energia (ATP) e poder redutor (NADPH), moléculas que possibilitam ocorrer várias reações dos seus metabolismos.

Apesar deste mecanismo ser natural às algas e cianobactérias, não ocorre tão frequentemente. Normalmente, ele é utilizado por elas para a produção de açúcares, o que é mais vantajoso para o seu crescimento.

Os pesquisadores pós-doutores do MIT, Iftach Yacoby e Sergii Pochekailov, juntamente com o diretor adjunto do Centro de Engenharia Biomédica do MIT Shuguang Zhang e colegas pesquisaram na Universidade de Tel Aviv e no National Renewable Energy Laboratory a quebra da água através de sistemas biológicos.

 

Criando uma nova enzima

O foco do estudo era superar a tendência das algas de produzir açúcares através da engenharia de uma enzima. Esta favoreceria a formação do hidrogênio e seria introduzida no meio onde as algas vivem.

A nova enzima combina membranas fotossintéticas e ferodoxinas (proteínas ferro-enxofre que fazem  transferência de elétrons na cadeia de transporte de elétrons). Ela suprime a via de produção de açúcar e é capaz de aumentar a produção de hidrogênio em, aproximadamente, 400%, eliminando totalmente a via de produção de açúcar, mas ainda permitindo a sobrevivência do organismo.

 

Produção de hidrogênio em laboratório

Geralmente é utilizado um biorreator para produzir o hidrogênio a partir de algas. Biorreatores são câmaras de vidro onde são mantidos os microrganismos com seu meio de cultura e, no caso do cultivo de algas, é exposto à luz do Sol. A alga consome CO2 para formar seus precursores metabólicos e utiliza a água para produzir energia, liberando, então, oxigênio e um pouco de hidrogênio.

 

Aplicações futuras da pesquisa

Yacoby e Zhang desejam continuar desenvolvendo o sistema para aumentar sua eficiência e começar a se pensar em uma produção em larga escala comercialmente viável.

O hidrogênio produzido pelas algas pode ser usado para gerar eletricidade através de uma célula de combustível. A técnica corresponde a uma célula eletroquímica que converte continuamente a energia química de um oxidante e de um combustível em energia elétrica por meio de um sistema eletrodo/eletrólito. A célula de combustível pode converter mais de 90% da energia contida em um combustível em energia elétrica e calor. Pode até mesmo ser combinado com dióxido de carbono para formar metano ou outros combustíveis renováveis.

01/06/2011
 

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