Há grande preocupação com a preservação do meio ambiente por diversos motivos, um deles é que as árvores e algas marinhas são os pulmões do nosso planeta: sua fotossíntese mantém o nível de oxigênio ideal para a manutenção da vida terrestre. Para produzir o gás, consomem dióxido de carbono (CO2), que hoje existe em excesso na atmosfera e contribui para o aumento indesejado do efeito estufa. Uma nova descoberta científica pode auxiliar os seres clorofilados nessa tarefa de grande responsabilidade – a fotossíntese artificial, possibilitada pelo recente desenvolvimento de um material compatível com o processo.
A fotossíntese acontece na presença de luz solar, que é composta, em parte, por luz visível. Materiais que apresentem grande absorção da luz visível e sejam compatíveis com a fotossíntese artificial são raros ou caros, o que inviabilizava o desenvolvimento do processo em termos econômicos até então. Na tentativa de solucionar o problema de disponibilidade de material, grupos das universidades Central Florida University e Florida State University desenvolveram em conjunto uma estrutura metal-orgânica que apresentou grande sucesso. Conhecido por MOF, do inglês Metal-organic frameworks, o material combinou titânio com moléculas orgânicas, as quais foram programadas para absorver a cor azul do espectro visível. As moléculas orgânicas foram organizadas na estrutura de forma a deixar espaços vazios que comportem gases ou substâncias para desencadear a reação química da fotossíntese.
Com o desenvolvimento do MOF, a fotossíntese artificial se tornou possível a um custo mais acessível e tem perspectiva de ser aplicada como fonte energética. Isso porque a fotossíntese não somente gera oxigênio, mas também energia na forma de açúcares. No caso das plantas, eles se tornam alimento, mas no caso desenvolvido em laboratório, podem ser empregados na forma de combustíveis, isto é, como fonte energética. Vamos dar o exemplo de uma usina termoelétrica: Combustível a base de carbono é queimado, como óleo, carvão ou gás natural. Como resultado, é gerado dióxido de carbono, o qual é um dos gases responsáveis pelo efeito estufa. Aplicando a tecnologia de fotossíntese artificial, o dióxido de carbono emitido pode ser capturado e direcionado ao MOF. Deixando o sistema na presença de luz solar, o material transfere a energia luminosa para o CO2, reduzindo-o e formando açúcar, nesse caso, formatos e formamidas. Esses açúcares podem ser então reintroduzidos no processo junto com os demais combustíveis, fechando o ciclo de reciclagem do carbono. Com isso, é possível gerar energia a partir de energia solar e gás de efeito estufa, contribuindo para a redução do teor desse gás na atmosfera terrestre.
O fato de a fotossíntese não somente eliminar poluentes da atmosfera, mas também produzir energia limpa gera muitas oportunidades potenciais. Além do uso em termoelétricas, a reação química poderia ser usada também para movimentar automóveis enquanto limpa o ar ao longo das rodovias ou então em tetos solares que mantêm a luz acessa dentro de caso e o ar externo livre de dióxido de carbono. Tudo parece ser mais simples agora que o material ideal para a tecnologia foi desenvolvido.
Fontes:
LOGAN, M. W. et al. Systematic variation of the optical bandgap in titanium based isoreticular metal–organic frameworks for photocatalytic reduction of CO 2 under blue light. Journal of Materials Chemistry A, v. 5, n. 23, p. 11854-11863, 2017.
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