As Algas Oferecem um Potencial Real como Fonte de Eletricidade Renovável. A necessidade de transição dos combustíveis fósseis para uma produção de energia mais sustentável é crítica. É por isso que uma equipe de pesquisadores da Concordia está explorando uma fonte de energia potencial que não apenas não produz emissões de carbono, mas também remove carbono enquanto funciona: as algas. Pesquisadores do Optical-Bio Microsystems Lab publicaram recentemente um novo artigo sobre esse tópico na revista *Energies*. Nele, eles descrevem seu método de extração de energia do processo de fotossíntese de algas suspensas em uma solução especializada e alojadas em pequenas células de energia. Configuradas corretamente, essas células podem gerar energia suficiente para alimentar dispositivos de baixa e ultra baixa potência, como sensores da Internet das Coisas (IoT).
“A ideia da célula microfotossintética de energia é extrair elétrons produzidos através do processo de fotossíntese,” diz Kirankumar Kuruvinashetti, PhD 20, agora associado pós-doutoral da Mitacs na Universidade de Calgary. “A fotossíntese produz oxigênio e elétrons. Nosso modelo captura os elétrons, o que nos permite gerar eletricidade. Portanto, mais do que ser uma tecnologia de emissão zero, é uma tecnologia de emissão negativa de carbono: ela absorve dióxido de carbono da atmosfera e gera uma corrente. Seu único subproduto é a água.”
Energia gerada dia e noite. A célula microfotossintética de energia consiste em uma câmara de ânodo e uma câmara de cátodo separadas por uma membrana de troca de prótons em formato de colmeia. Os pesquisadores fabricaram microeletrodos em ambos os lados da membrana para coletar as cargas liberadas pelas algas durante a fotossíntese. Cada câmara mede apenas dois centímetros por dois centímetros por quatro milímetros. As algas são suspensas em uma solução de dois mililitros na câmara do ânodo, enquanto o cátodo é preenchido com ferricianeto de potássio, um tipo de aceitador de elétrons. Uma vez que as algas passam pela fotossíntese e começam a liberar elétrons, os elétrons são coletados através dos eletrodos da membrana e conduzidos, criando uma corrente.
Enquanto isso, os prótons passam pela membrana para o cátodo e causam oxidação, resultando na redução do ferro cianeto de potássio. O processo também funciona sem luz solar direta, embora com menor intensidade, explica o candidato a doutorado e coautor do artigo Dhilippan Panneerselvam. “Assim como os humanos, as algas estão constantemente respirando — mas elas absorvem dióxido de carbono e liberam oxigênio. Devido ao seu maquinário de fotossíntese, elas também liberam elétrons durante a respiração. A geração de eletricidade não é interrompida. Os elétrons são continuamente colhidos.” Muthukumaran Packirisamy, professor do Departamento de Engenharia Mecânica, Industrial e Aeroespacial e autor correspondente do artigo, admite que o sistema ainda não é capaz de competir em geração de energia com outros, como as células fotovoltaicas.
A tensão terminal máxima possível de uma única célula microfotossintética de energia é de apenas 1,0V. Mas ele acredita que, com pesquisa e desenvolvimento suficientes, incluindo tecnologias de integração assistidas por inteligência artificial, essa tecnologia tem o potencial de ser uma fonte de energia viável, acessível e limpa no futuro. Ele também destaca vantagens significativas de fabricação em comparação com outros sistemas. “Nosso sistema não usa nenhum dos gases perigosos ou microfibras necessários para a tecnologia de fabricação de silício que as células fotovoltaicas utilizam. Além disso, descartar chips de computador de silício não é fácil. Usamos polímeros biocompatíveis, então todo o sistema é facilmente decomposto e muito barato de fabricar.”