A Universidade de Liverpool relatou um avanço significativo na biologia da engenharia e na energia limpa. Uma equipe de pesquisadores desenvolveu um nanorreator híbrido inovador movido a luz que combina eficiência pure com precisão sintética de ponta para produzir hidrogênio – uma fonte de energia limpa e sustentável.
Publicado em Catálise ACSo estudo demonstra uma abordagem pioneira à fotocatálise synthetic, abordando um desafio crítico no uso da energia photo voltaic para a produção de combustível. Embora os sistemas fotossintéticos da natureza tenham evoluído para uma utilização óptima da luz photo voltaic, os sistemas artificiais têm lutado para alcançar um desempenho comparável.
O nanorreator híbrido é o produto de uma nova integração de materiais biológicos e sintéticos. Ele combina invólucros de α-carboxissomos recombinantes – microcompartimentos naturais de bactérias – com um semicondutor orgânico microporoso. Essas conchas de carboxossomo protegem enzimas hidrogenases sensíveis, que são altamente eficazes na produção de hidrogênio, mas propensas à desativação pelo oxigênio. O encapsulamento dessas enzimas garante atividade e eficiência sustentadas.
O professor Luning Liu, presidente de Bioenergética Microbiana e Bioengenharia da Universidade de Liverpool, trabalhou em colaboração com o professor Andy Cooper, do Departamento de Química e Diretor da Fábrica de Inovação de Materiais da Universidade (MIF). Juntas, suas equipes sintetizaram um semicondutor orgânico microporoso que atua como uma antena captadora de luz. Este semicondutor absorve a luz visível e transfere os excitons resultantes para o biocatalisador, impulsionando a produção de hidrogênio.
O professor Luning Liu disse:”Ao imitar as intrincadas estruturas e funções da fotossíntese pure, criamos um nanorreator híbrido que combina a ampla absorção de luz e a eficiência de geração de excitons de materiais sintéticos com o poder catalítico de enzimas biológicas. Esta sinergia permite a produção de hidrogênio usando a luz como única fonte de energia.”
Este último trabalho tem implicações significativas e tem o potencial de eliminar a dependência de metais preciosos caros como a platina – oferecendo uma alternativa econômica aos fotocatalisadores sintéticos tradicionais, ao mesmo tempo que alcança uma eficiência comparável. Este avanço não só abre caminho para a produção sustentável de hidrogénio, mas também tem potencial para aplicações biotecnológicas mais amplas.
O professor Andy Cooper, Diretor da Fábrica de Inovação de Materiais concluiu: “Tem sido fantástico colaborar entre as faculdades universitárias para entregar esses resultados. As descobertas emocionantes do estudo abrem portas para a fabricação de nanorreatores biomiméticos com amplas aplicações em energia limpa e engenharia enzimática, contribuindo para um futuro neutro em carbono.”
