Ao combinar complexos proteicos de diferentes espécies, uma equipe de pesquisadores conseguiu aumentar a capacidade de absorção de luz de biofotovoltaica.
Misture os “truques evolutivos” da Mãe Natureza para criar uma nova geração de células solares orgânicas.
Isso fez com que um grupo de cientistas da Alemanha e de Israel desse um impulso ao desenvolvimento de fotovoltaica orgânica.
O estudo, realizado em conjunto pelo Ruhr-Universitat Bochum (RUB) e pelo Israel Institute of Technology em Haifa, foca nos complexos proteicos responsáveis pela fotossíntese.
Há algum tempo, a ciência vem tentando replicar o processo químico pelo qual plantas verdes e outros organismos produzem energia e substâncias úteis a partir de CO2, água e luz.
Uma das aplicações relacionadas a essa linha de pesquisa são as células solares orgânicas.
Essas unidades são capazes de converter a luz solar em energia elétrica, usando componentes biológicos dos mesmos organismos fotossintéticos.
Em detalhes, esse tipo de estudo utiliza o photosystem II (PSII), um complexo proteico presente em plantas, algas e bactérias; graças à luz, esse elemento ativa a fotolise da água produzindo oxigênio, prótons (H+) e elétrons (e-).
Por mais único que o PSII seja, sua eficiência é limitada, pois só pode usar uma porcentagem da luz solar.
O principal problema é que esses complexos não são capazes de converter luz verde em energia, por isso se reflete dando às plantas sua cor.
Professor Marc Nowaczyk del RUB
No entanto, não para todos os organismos fotossintéticos, há essa lacuna.
Cianobactérias resolveram esse problema formando proteínas especiais que coletam luz, por exemplo, fitobilisos, que também exploram essa luz.
Essa cooperação funciona na natureza, mas ainda não no tubo de ensaio.
Marc Nowaczyk
Pelo menos até ontem, a equipe RUB e a equipe israelense conseguiram preencher essa lacuna criando e estabilizando um complexo super multiprote de PSII e foxicobilisomes. O próximo passo foi incorporá-lo nas novas estruturas de bioeletrônica.
Superamos este desafio usando eletrodos personalizados, tridimensionais e transparentes em combinação com hidrogéis ativos redox.
Volker Hartmann, autor principal do estúdio.
Este design também permitiu que os pesquisadores usassem fótons na faixa de comprimento de onda de 500 a 600 nm (luz verde).
A ligação de complexos de superproteína é considerada um estágio intermediário promissor no desenvolvimento de células solares orgânicas.
As vantagens de diferentes espécies podem, de fato, ser combinadas funcionalmente em sistemas semiartificiais.
No futuro, os pesquisadores se concentrarão principalmente na otimização da produção e durabilidade dos componentes biológicos.
Mais informações: Journal of Materials Chemistry A – Ruhr-Universitat Bochum
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