p Uma equipe de pesquisa do Ruhr-Universität Bochum (RUB), junto com colegas de Lisboa, produziu um eletrodo semi-artificial que pode converter a energia da luz em outras formas de energia nas células biosolares. A técnica é baseada na proteína fotossintética Fotossistema I de cianobactérias. O grupo mostrou que podiam acoplar seu sistema a uma enzima que usava a energia luminosa convertida para produzir hidrogênio. Os resultados foram publicados online com antecedência em outubro de 2020 na revista Angewandte Chemie . p Para o trabalho, o grupo RUB que consiste em Panpan Wang, Dr. Fangyuan Zhao, Dr. Julian Szczesny, Dr. Adrian Ruff, O Dr. Felipe Conzuelo e o Professor Wolfgang Schuhmann do Centro de Eletroquímica cooperaram com a equipe formada por Anna Frank, Professor Marc Nowaczyk e Professor Matthias Rögner da Cátedra de Bioquímica das Plantas, bem como colegas da Universidade Nova de Lisboa.

p Perigo de curto-circuito

p O fotossistema I faz parte da maquinaria da fotossíntese em cianobactérias e plantas. Com a ajuda da energia da luz, pode separar cargas e, assim, gerar elétrons de alta energia que podem ser transferidos para outras moléculas, por exemplo, para prótons para a produção de hidrogênio.

p Em trabalhos anteriores, os cientistas de Bochum já haviam usado o fotossistema I do complexo de proteínas coletoras de luz para projetar eletrodos para células biosolares. Para este propósito, eles cobriram um eletrodo com uma monocamada do fotossistema I. Em tais monocamadas, os fotossistemas não são empilhados uns sobre os outros, mas deite-se lado a lado no mesmo plano. Fotossistema I, Contudo, geralmente ocorre como um trímero, ou seja, três fotossistemas estão sempre ligados entre si. Uma vez que os trímeros não podem ser embalados juntos, buracos aparecem na monocamada, o que pode causar curtos-circuitos. Isso prejudica o desempenho do sistema. Foi exatamente esse problema que os cientistas resolveram no presente trabalho.

p Orifícios na camada do fotossistema obstruídos

p Na cianobactéria Thermosynechococcus elongatus, o fotossistema I existe principalmente como um trímero. Usando uma nova técnica de extração, os pesquisadores foram capazes de isolar adicionalmente monômeros do organismo, criando uma monocamada do fotossistema I no eletrodo em que os monômeros preencheram os orifícios entre os trímeros. Desta maneira, eles reduziram os efeitos de curto-circuito. O sistema atingiu densidades de corrente duas vezes mais altas do que um sistema que consiste apenas em trímeros.

p Para mostrar para que a técnica pode, em princípio, ser usada, os cientistas o acoplaram a uma enzima hidrogenase que produzia hidrogênio usando elétrons fornecidos pelo fotossistema. "O trabalho futuro será direcionado para um acoplamento ainda mais eficiente entre a monocamada do fotossistema e os biocatalisadores integrados para realizar biossistemas práticos para a conversão de energia solar, "escrevem os autores.