p A descarbonização da economia e a transição dos combustíveis fósseis para as energias renováveis ​​é um dos desafios globais mais urgentes do século XXI. O hidrogênio pode desempenhar um papel fundamental neste processo como um veículo energético neutro para o clima promissor. Ainda, a chamada economia verde do hidrogênio exige que a produção de hidrogênio seja baseada exclusivamente em energias renováveis. Além disso, idealmente, não deve usar catalisadores de metal raros e caros, cuja produção tem graves consequências ambientais. Para enfrentar este desafio, Inês Cardoso Pereira e Mónica Martins, investigadoras do ITQB NOVA, estão a trabalhar numa tecnologia inovadora para produzir hidrogénio a partir da luz a partir de microrganismos não fotossintéticos. p O hidrogênio oferece novas possibilidades empolgantes como veículo de energia, mas a produção atual de hidrogênio ainda é feita principalmente a partir de combustíveis fósseis. Por outro lado, a energia solar é a fonte ideal mais abundante e definitiva, entre várias opções renováveis. Assim, Estratégias sustentáveis ​​usando a conversão direta de energia solar em combustíveis valiosos como o hidrogênio são urgentemente necessárias.

p Em um estudo agora publicado em Angewandte Chemie International Edition , os cientistas descrevem uma nova abordagem baseada em sistemas biohíbridos. Estes combinam bactérias não fotossintéticas de alta produção de hidrogênio com nanopartículas semicondutoras de sulfeto de cádmio (CdS) autoproduzidas que são muito eficientes na captura de luz. "O desenvolvimento de bio-híbridos é uma nova área de pesquisa muito interessante, onde podemos aliar a elevada eficiência catalítica e especificidade de sistemas biológicos a materiais sintéticos que apresentam excelentes desempenhos na captação de energias solares ou elétricas ”destaca Inês Cardoso Pereira, chefe do Laboratório de Metabolismo de Energia Bacteriana. "Este campo está crescendo rapidamente e a abordagem mais promissora é combinar microorganismos intactos com nanopartículas produzidas em sua superfície, que permite a transferência direta de energia entre eles ".

p Os pesquisadores investigaram a produção de hidrogênio impulsionada pela luz por biohíbridos baseados em várias bactérias. Todos os biohíbridos gerados produziram H ₂ da luz, mas aquele que usa Desulfovibrio desulfuricans, uma bactéria encontrada no solo, apresentou uma atividade marcante. Esta bactéria contém altos níveis de hidrogenases, as enzimas envolvidas na produção de hidrogênio, e são eficientes na produção de nanopartículas de sulfeto extracelulares. Estas nanopartículas autoproduzidas capturam luz, que a bactéria pode então usar para produzir H ₂ . Os resultados revelam que os híbridos D. desulfuricans-CdS apresentam alto H ₂ atividade de produção, alta estabilidade e notável eficiência no uso direto da energia solar, mesmo na ausência de mediadores caros e tóxicos.

p O uso de microorganismos e materiais de coleta de luz autoproduzidos é uma abordagem sustentável e de baixo custo para gerar combustíveis. "Este novo sistema biohíbrido é um forte candidato para o desenvolvimento de um protótipo de biorreator para H mais ecológico ₂ produção ", explica Mónica Martins.