Como cientistas britânicos estão produzindo etanol com fotossíntese?

Cientistas da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, descobriram como sintetizar combustível para carros usando a fotossíntese. Se você não lembra das aulas de biologia, é o mesmo processo que as plantas utilizam para produzir energia (glicose) a partir da luz solar, usando gás carbônico retirado da atmosfera e água, e liberando oxigênio como subproduto.

De acordo com o estudo publicado pela Nature Energy, a equipe de pesquisa liderada pelo professor Professor Erwin Reisner, do Departamento de Química de Yusuf Hamied, conseguiu produzir combustíveis usando suas “folhas artificiais”, que, inspiradas nas plantas de verdade, produziram etanol e propanol usando a luz solar, água e CO2.

No começo dos projetos as folhas artificiais produziam apenas produtos químicos mais simples, como o gás de síntese, uma mistura de hidrogênio e monóxido de carbono utilizada na indústria para fazer plásticos, fertilizantes, produtos farmacêuticos e combustíveis.

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Agora, com a utilização de um novo catalisador à base de cobre e paládio, os pesquisadores conseguiram fazer a sua folha produzir etanol e propanol líquidos em um única etapa, sem a produção de gás de síntese em uma fase intermediária.

“Normalmente, quando você tenta converter CO2 em outro produto químico usando um dispositivo de folha artificial, quase sempre obtém monóxido de carbono ou gás de síntese, mas aqui conseguimos produzir um combustível líquido prático apenas usando a energia do sol. É um avanço empolgante que abre novos caminhos em nosso trabalho.”, disse Dr. Motiar Rahaman, o primeiro autor do artigo.

Os cientistas afirmam que tanto o etanol, quanto o propanol produzidos, são combustíveis de alta densidade energética e renováveis. O melhor é que não necessitam de nenhuma preparação para o armazenamento nos postos ou para o funcionamento dos motores dos carros.

O objetivo dos pesquisadores agora é fazer o processo ser mais eficiente. Por enquanto, as folhas produzem combustível em escala laboratorial, mas os cientistas já trabalham para otimizar a captação de luz solar e o seu catalisador, evoluindo assim para uma escala de produção industrial.

“Embora ainda haja trabalho a ser feito, mostramos o que essas folhas artificiais são capazes de fazer. É importante mostrar que podemos ir além das moléculas mais simples e fazer coisas que são diretamente úteis à medida que nos afastamos dos combustíveis fósseis.”, disse Reisner.

Para os cientistas, o etanol e o propanol sintéticos são alternativas melhores que suas versões tradicionais, produzidas a partir de plantas como a cana-de-açúcar e milho. O principal argumento à favor dos e-fuels é que eles são igualmente neutros em carbono, mas são feitos em usinas, não utilizando plantações que poderiam estar sendo usadas para o plantio de outras culturas.

Os e-fuels se mostram uma boa alternativa aos mais tradicionais carros elétricos, principalmente se o objetivo for manter os motores de combustão interna. De olho nesse mercado, a Porsche é uma das montadoras que mais investem na pesquisa e produção de combustíveis sintéticos.

Tivemos a oportunidade de conhecer a usina de Haru Oni, construída pela Porsche em parceria com outras empresas em Magallanes, no Chile. Essa é a primeira usina de e-fuel do mundo e, ao contrário do etanol feito em laboratória, ela produz gasolina sintética e usa como fonte energética os ventos ao invés da luz solar.

Os processos de produção são distintos, mas o objetivo final é o mesmo: produzir uma fonte renovável e limpa de combustível. Por enquanto, Haru Oni é capaz de produzir 130.000 litros de combustível por ano, mas o objetivo é aumentar para 55 milhões de litros até o final da década.

Além do da produção em larga escala, outro problema dos combustíveis sintéticos está no seu preço de produção. De acordo com o International Council on Clean Transportation, até 2030 o custo de produção do e-fuel chegaria a 3 euros por litro. 

Há outras previsões mais otimistas, como a da própria Porsche, que se alcançar a escala industrial, diz que seu combustível custará 2 euros por litro produzido. Já a Transport & Environment prevê que, excluindo os custos de produção, até o mesmo ano de 2030, o combustível sintético poderá custar 50% a mais que a gasolina comum, chegando a um preço médio de 2,80 euros por litro.