{"id":8122,"date":"2011-01-17T10:00:49","date_gmt":"2011-01-17T11:00:49","guid":{"rendered":"http:\/\/www.funverde.org.br\/blog\/?p=8122"},"modified":"2011-01-17T10:00:49","modified_gmt":"2011-01-17T11:00:49","slug":"a-reinvencao-da-folha-vegetal","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.funverde.org.br\/blog\/a-reinvencao-da-folha-vegetal\/","title":{"rendered":"A Reinven\u00e7\u00e3o da Folha Vegetal"},"content":{"rendered":"<p><span style=\"color: #ff0000;\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone\" src=\"http:\/\/farm1.static.flickr.com\/70\/157818928_2d9f95304d.jpg\" alt=\"\" width=\"500\" height=\"375\" \/><\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #ff0000;\">Mais um artigo da s\u00e9rie adquirir conhecimento \u00e9 entediante mas \u00e9 necess\u00e1rio.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\"><strong>Combust\u00edvel definitivo pode n\u00e3o derivar de milho ou algas, mas diretamente do Sol<\/strong><\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\">Como um pregador que anuncia um inferno de \u201cfogo e enxofre\u201d, Nathan S. Lewis vem proferindo um discurso sobre a crise energ\u00e9tica que \u00e9, ao mesmo tempo, aterrador e estimulante. Para evitar um aquecimento global potencialmente debilitante, o qu\u00edmico do California Institute of Technology (Caltech) afirma que a civiliza\u00e7\u00e3o deve ser capaz de gerar mais de 10 trilh\u00f5es de watts de energia limpa e livre de carbono at\u00e9 2050. Isso corresponde a tr\u00eas vezes a demanda m\u00e9dia americana de 3,2 trilh\u00f5es de watts. O represamento de todos os lagos, rios e riachos do planeta, avalia ele, s\u00f3 forneceria 5 trilh\u00f5es de watts de energia hidrel\u00e9trica. A energia nuclear poderia dar conta do recado, mas o mundo precisaria construir um novo reator a cada dois dias nos pr\u00f3ximos 50 anos.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\">Antes que seus ouvintes fiquem excessivamente deprimidos, Lewis anuncia uma fonte de salva\u00e7\u00e3o: o Sol lan\u00e7a mais energia sobre a Terra por hora do que a energia que a humanidade consome em um ano. Mas ressalta que, para se salvar, a humanidade carece de uma descoberta radical em tecnologia de combust\u00edvel solar: folhas artificiais que captem seus raios e produzam combust\u00edvel qu\u00edmico em massa no local, de modo muito semelhante ao das plantas. Esse combust\u00edvel pode ser queimado como petr\u00f3leo ou g\u00e1s natural para abastecer carros e gerar calor ou energia el\u00e9trica, e tamb\u00e9m armazenado e utilizado quando o Sol se p\u00f5e.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\">O laborat\u00f3rio de Lewis \u00e9 um de v\u00e1rios que produzem prot\u00f3tipos de folhas, n\u00e3o muito maiores que chips de computadores, para produzir combust\u00edvel de hidrog\u00eanio a partir de \u00e1gua, em vez da glicose gerada por folhas naturais. Ao contr\u00e1rio dos combust\u00edveis f\u00f3sseis, a queima do hidrog\u00eanio \u00e9 limpa. Outros pesquisadores trabalham em ideias competitivas para captar a energia do Sol, como algas geneticamente alteradas que liberam biocombust\u00edveis, ou novos organismos biol\u00f3gicos desenvolvidos por bioengenharia para produzir petr\u00f3leo. Todas essas abordagens destinam-se a transformar luz solar em energia qu\u00edmica armazen\u00e1vel, transport\u00e1vel e facilmente consumida. Lewis, no entanto, argumenta que a op\u00e7\u00e3o de folhas produzidas pelo homem \u00e9 a solu\u00e7\u00e3o mais vi\u00e1vel para atingir os n\u00edveis de produ\u00e7\u00e3o industrial necess\u00e1rios para abastecer a civiliza\u00e7\u00e3o.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\">Embora alguns prot\u00f3tipos laboratoriais tenham produzido pequenas quantidades de combust\u00edvel solar direto \u2013 ou eletrocombust\u00edvel, como as subst\u00e2ncias qu\u00edmicas s\u00e3o ocasionalmente chamadas \u2013, a tecnologia ainda necessita ser aprimorada para ser manufaturada em grande escala e a pre\u00e7os baixos. Para abastecer os Estados Unidos de energia, Lewis calcula que, em vez de dispositivos espec\u00edficos, parecidos com chips, o pa\u00eds precisaria produzir pel\u00edculas de combust\u00edvel solar finas e flex\u00edveis, que sa\u00edssem de linhas de produ\u00e7\u00e3o de alta velocidade, como jornais. Essas l\u00e2minas, ou membranas, deveriam ser t\u00e3o baratas como carpetes sob medida e, por fim, cobrir uma \u00e1rea de aproximadamente 53 mil km\u00b2, equivalente \u00e0 superf\u00edcie da Para\u00edba, no Brasil. <\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\">Longe de ser um sonho fant\u00e1stico, essa tecnologia vem progredindo espasmodicamente desde as press\u00f5es do ex-presidente Jimmy Carter por fontes de energia alternativas durante a crise do petr\u00f3leo, na d\u00e9cada de 70. Agora, diante da amea\u00e7a de um novo per\u00edodo energ\u00e9tico e clim\u00e1tico cr\u00edtico, o combust\u00edvel solar subitamente se tornou alvo de aten\u00e7\u00e3o. Stenbj\u00f6rn Styring, da Universidade de Uppsala, na Su\u00e9cia, que pesquisa o desenvolvimento de sistemas artificiais que imitam a fotoss\u00edntese, assegura que o n\u00famero de cons\u00f3rcios dedicados a esse desafio passou de apenas dois, em 2001, para 29 atualmente. \u201cS\u00e3o tantos que talvez n\u00e3o estejamos contando corretamente\u201d, duvida.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\">Em julho, o Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE, na sigla em ingl\u00eas) liberou US$ 122 milh\u00f5es, para um per\u00edodo de cinco anos, a uma equipe de cientistas de v\u00e1rios laborat\u00f3rios, liderada por Lewis, para desenvolver tecnologia de combust\u00edvel solar, uma das tr\u00eas novas prioridades de pesquisa energ\u00e9tica desse \u00f3rg\u00e3o. Combust\u00edveis solares \u201cresolveriam os dois maiores problemas americanos: seguran\u00e7a energ\u00e9tica e emiss\u00f5es de carbono\u201d, avalia Steven E. Koonin, subsecret\u00e1rio de ci\u00eancia do DOE. Ele acredita que as estrat\u00e9gias Sol-combust\u00edvel enfrentar\u00e3o obst\u00e1culos \u201cformid\u00e1veis\u201d, mas admite que a tecnologia merece investimentos, porque \u201ca recompensa \u00e9 suficientemente grande\u201d. <\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\">Na fotoss\u00edntese, as folhas verdes utilizam energia solar para organizar as liga\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas de \u00e1gua e di\u00f3xido de carbono, e produzir e armazenar combust\u00edvel em forma de a\u00e7\u00facares. \u201cQueremos criar algo que seja o mais parecido poss\u00edvel a uma folha\u201d, relata Lewis, referindo- se a dispositivos com funcionamento igualmente simples, mas que produzam uma subst\u00e2ncia qu\u00edmica diferente. A folha artificial que Lewis est\u00e1 projetando exige dois elementos principais: um coletor para converter energia solar (f\u00f3tons) em energia el\u00e9trica (el\u00e9trons) e um eletrolisador que utiliza a energia de el\u00e9trons para dissociar a \u00e1gua em mol\u00e9culas de oxig\u00eanio e hidrog\u00eanio. Um catalisador \u2013 subst\u00e2ncia qu\u00edmica ou metal \u2013 \u00e9 acrescentado para ajudar a divis\u00e3o molecular. C\u00e9lulas fotovoltaicas, que j\u00e1 criam energia el\u00e9trica a partir da luz solar e de eletrolisadores, s\u00e3o utilizadas em v\u00e1rios processos comerciais; portanto, o truque, aqui, \u00e9 unir os dois em pel\u00edculas solares baratas e eficientes.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\">Prot\u00f3tipos volumosos foram desenvolvidos para demonstrar como essa uni\u00e3o funcionaria. Engenheiros da montadora de carros japonesa Honda, por exemplo, constru\u00edram uma caixa mais alta que uma geladeira, coberta de c\u00e9lulas fotovoltaicas. Em seu interior, um eletrolisador utiliza a eletricidade solar para dissociar mol\u00e9culas de \u00e1gua. A caixa ent\u00e3o libera o oxig\u00eanio resultante no ar ambiente e comprime e armazena o hidrog\u00eanio restante, que a Honda gostaria de usar para recarregar carros equipados com c\u00e9lulas de combust\u00edvel. <\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\">Em princ\u00edpio, esse mecanismo ajudaria a solucionar o aquecimento global, j\u00e1 que apenas luz solar e \u00e1gua s\u00e3o necess\u00e1rias para gerar energia; o subproduto \u00e9 o oxig\u00eanio, e a descarga resultante posteriormente da queima de hidrog\u00eanio em uma c\u00e9lula de combust\u00edvel \u00e9 a \u00e1gua. O problema \u00e9 que c\u00e9lulas solares comerciais cont\u00eam dispendiosos cristais de sil\u00edcio. E os eletrolisadores est\u00e3o cheios de platina, o metal nobre que at\u00e9 hoje \u00e9 o melhor material para catalisar a rea\u00e7\u00e3o de decomposi\u00e7\u00e3o da \u00e1gua, mas uma on\u00e7a troy (31,10&#8230; gramas) desse material custa cerca de US$ 1,5 mil (perto de R$ 2,7 mil).<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\">Isso significa que a esta\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio solar da Honda jamais inundar\u00e1 o mundo de energia. Lewis calcula que, para atender \u00e0 demanda global, futuros dispositivos de combust\u00edvel solar teriam de custar menos de US$ 1 por 0,09 m2 de superf\u00edcie coletora de luz solar, al\u00e9m de terem capacidade de converter 10% da energia dessa luz em combust\u00edvel qu\u00edmico. Para isso, ser\u00e1 necess\u00e1ria uma tecnologia fundamentalmente nova, aplic\u00e1vel em grande escala, como pel\u00edculas ou \u201ccarpetes\u201d produzidos com materiais baratos. Ou, como diz Harry A. Atwater, Jr., colega de Lewis no Caltech, \u201cprecisamos pensar em batatas-chips, n\u00e3o chips de sil\u00edcio\u201d.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\"><strong>Em busca de um catalisador<\/strong><\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\">A procura por uma tecnologia como essa ainda \u00e9 incipiente, apesar de v\u00e1rias d\u00e9cadas de trabalhos intermitentes. Daniel G. Nocera, do Massachusetts Institute of Technology (MIT) e um colega descobriram em 2008 uma combina\u00e7\u00e3o barata de fosfato e cobalto, capaz de catalisar a produ\u00e7\u00e3o de oxig\u00eanio \u2013 etapa necess\u00e1ria da rea\u00e7\u00e3o para decompor a \u00e1gua. Embora o dispositivo do prot\u00f3tipo fosse apenas parte do quebra-cabe\u00e7a \u2013 os pesquisadores n\u00e3o encontraram um catalisador melhor para liberar hidrog\u00eanio, o combust\u00edvel de fato \u2013 o MIT o apregoou como um \u201cimportante salto\u201d rumo \u00e0 \u201cfotoss\u00edntese artificial\u201d. Nocera chegou a prever que, em breve, os americanos estariam produzindo hidrog\u00eanio para os seus carros utilizando equipamentos de fundo de quintal e a pre\u00e7os razo\u00e1veis. Essas alega\u00e7\u00f5es ousadas n\u00e3o foram bem recebidas por alguns peritos em energia solar. Eles insistem em que as pesquisas ainda t\u00eam d\u00e9cadas pela frente. Outros s\u00e3o mais teimosos: o Departamento de Energia e a empresa de capital de risco Polaris Venture Partners apoiam o atual trabalho de Nocera na Sun Catalytix, uma empresa que ele criou em Cambridge, Massachusetts.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\">No Caltech, enquanto isso, Lewis vem trabalhando em um meio de coletar e converter os f\u00f3tons solares \u2013 primeiro passo em qualquer dispositivo de combust\u00edvel solar \u2013 muito mais barato que c\u00e9lulas solares convencionais de sil\u00edcio cristalino. Ele projetou e produziu um coletor de nanofios de sil\u00edcio embutidos em uma pel\u00edcula de pl\u00e1stico transparente que, quando expandido, pode ser \u201cenrolado e desenrolado como um cobertor\u201d [ver box na p\u00e1gina ao lado]. Seus nanofios podem converter luz em energia el\u00e9trica com efi ci\u00eancia de 7%. Isso literalmente empalidece diante de uma compara\u00e7\u00e3o com c\u00e9lulas solares comerciais, que chegam a uma efici\u00eancia de at\u00e9 20%. Mas se o material pudesse ser produzido em escala suficientemente barata \u2013 aquelas l\u00e2minas que saem rolando de uma prensa como jornais \u2013 uma efici\u00eancia mais baixa poderia ser aceit\u00e1vel. <\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\">Tamb\u00e9m se debate se o hidrog\u00eanio \u00e9 a melhor op\u00e7\u00e3o para produzir combust\u00edvel solar. Equipes que trabalham com organismos biol\u00f3gicos capazes de produzir biocombust\u00edveis l\u00edquidos argumentam que s\u00e3o mais f\u00e1ceis de armazenar e transportar que hidrog\u00eanio. Mas o g\u00e1s hidrog\u00eanio tamb\u00e9m \u00e9 flex\u00edvel: pode ser usado em carros com c\u00e9lulas de combust\u00edveis, queimado em usinas el\u00e9tricas para gerar eletricidade, e at\u00e9 servir como mat\u00e9ria-prima na produ\u00e7\u00e3o de diesel sint\u00e9tico. Mesmo assim, \u201ca solu\u00e7\u00e3o \u00e9 produzir um combust\u00edvel qu\u00edmico energeticamente denso\u201d, com emiss\u00f5es m\u00ednimas de carbono, enfatiza Lewis. \u201cN\u00e3o vamos nos prender (obcecadamente) em nenhum deles em particular.\u201d<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\">Folhas reais provam que a luz solar pode ser convertida em combust\u00edvel usando apenas elementos comuns. A humanidade \u00e9 capaz de imitar esse processo para resgatar o planeta do aquecimento global? O progn\u00f3stico n\u00e3o \u00e9 claro. \u201cO fato de n\u00e3o conseguirmos resolver o problema com componentes prontos, \u00e0 nossa disposi\u00e7\u00e3o nas prateleiras de lojas, \u00e9 a raz\u00e3o por que esse \u00e9 um per\u00edodo t\u00e3o empolgante para trabalhar nessa \u00e1rea\u201d, considera Lewis. Mas ele est\u00e1 preocupado porque a sociedade ainda n\u00e3o compreendeu as dimens\u00f5es do problema energ\u00e9tico, nem porque solu\u00e7\u00f5es revolucion\u00e1rias s\u00e3o t\u00e3o necess\u00e1rias. \u00c9 por isso que ele passa tanto tempo no circuito de palestras, pregando a salva\u00e7\u00e3o solar. \u201cAinda n\u00e3o estamos tratando esse problema como algo em que podemos nos dar ao luxo de falhar\u201d, considera ele.<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\">Fonte &#8211; Antonio Regalado, Scientific American Brasil<\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #008000;\">Imagem &#8211;\u00a0<a href=\"http:\/\/www.flickr.com\/photos\/melisande-origami\/\">M\u00e9lisande*<\/a><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Mais um artigo da s\u00e9rie adquirir conhecimento \u00e9 entediante mas \u00e9 necess\u00e1rio. 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