p Misturar micróbios com nanomateriais de carbono pode ajudar na transição para a energia renovável. A pesquisa da KAUST mostra que micróbios e nanomateriais podem ser usados ​​juntos para formar um material biohíbrido que tem um bom desempenho como eletrocatalisador. O material poderia ser usado na produção movida a energia solar de combustíveis sem carbono e em várias outras aplicações de energia verde. p No centro de muitas tecnologias de energia limpa está um processo denominado reação de evolução do oxigênio (OER). No caso da produção de combustível solar, por exemplo, o OER permite o uso de eletricidade solar para dividir as moléculas de água em oxigênio e hidrogênio, produção de hidrogênio limpo que pode ser usado como combustível. Atualmente, metais raros e caros são usados ​​como eletrocatalisadores REA. Mas os materiais bio-híbridos à base de grafeno podem ser baratos, alternativa ecológica, Pascal Saikaly e sua equipe mostraram.

p Grafeno - uma folha de carbono que tem apenas uma única camada de átomos de espessura - e óxido de grafeno reduzido intimamente relacionado são altamente condutores, mecanicamente robusto e amplamente disponível. Contudo, eles só se tornam catalisadores ativos depois de serem dopados com outros elementos, como enxofre, ferro, nitrogênio ou cobre.

p "Normalmente, os catalisadores OER à base de grafeno são desenvolvidos por métodos químicos, que requerem condições de reação rigorosas, como alta temperatura e produtos químicos tóxicos abundantes, "explica Shafeer Kalathil, Ex-pós-doutorado de Saikaly. Uma alternativa mais ecológica é usar micróbios para decorar a superfície do óxido de grafeno reduzido. “Usamos a bactéria elétrica Geobacter sulfurreducens porque ela não é patogênica, rico em proteínas que contêm ferro e abundante na natureza, "explica Kalathil.

p Quando a equipe misturou a bactéria e o óxido de grafeno em condições livres de oxigênio, as células bacterianas aderem à superfície e produzem proteínas ricas em ferro para interagir bioquimicamente com o óxido de grafeno como parte de seu metabolismo natural. Como resultado, o óxido de grafeno reduzido acaba decorado com ferro, cobre e enxofre; deste modo, tornando-se um eletrocatalisador OER altamente eficiente.

p "Os elementos contribuídos pela bactéria transformaram o grafeno cataliticamente inerte em um grafeno altamente eletrocatalítico, "diz Kalathil." A atividade OER do material biohíbrido superou os caros catalisadores OER à base de metal de referência, ", acrescenta. O bônus é o método ecológico que a equipe usou para fazer isso.

p Saikaly e sua equipe estão agora trabalhando na produção e comercialização em grande escala deste catalisador biohíbrido e desenvolvendo outros tipos de catalisador biohíbrido para outras reações eletrocatalíticas importantes, como reação de evolução de hidrogênio e redução de dióxido de carbono.