Cientistas querem fazer fotossíntese artificial

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/09/2003

Dra. Etsuko Fujita, que está coordenando as pesquisas com a fotossíntese artificial.
[Imagem: BNL]

Fotossíntese artificial

Cientistas especializados na conversão de dióxido de carbono (CO₂) em monóxido de carbono (CO), um passo crucial na transformação do CO₂ em compostos orgânicos úteis, como o metanol, estão tentando imitar o que as plantas fazem quando convertem CO₂ e água em carboidratos e oxigênio na presença de clorofila e luz do Sol.

A "fotossíntese artificial" poderá gerar combustíveis baratos e matérias-primas para a indústria química a partir da energia solar. Atingir esse objetivo, contudo, não é uma tarefa simples.

"A natureza descobriu uma forma de fazer isso ao longo de eras," afirma Etsuko Fujita, uma química do Departamento de Energia dos Laboratórios Brookhaven (Estados Unidos). "É uma química muito complicada."

Catalisadores artificiais

A natureza utiliza clorofila como absorvedor da luz e agente transferidor de elétrons. Entretanto, a clorofila não reage diretamente com o CO₂. Ao se retirar a clorofila da planta e colocá-la em um sistema artificial, ela se decompõe rapidamente, resultando apenas em uma pequena produção de CO.

A equipe da Dr. Fujita passou então a trabalhar com catalisadores artificiais feitos de complexos de metais de transição tais como o rênio. Esses catalisadores absorvem a energia da luz solar e transferem elétrons para o CO₂, liberando CO. Mas até agora, ninguém havia explicado em detalhes como esse processo funciona.

Complexos metálicos

Estudando essas reações em escalas de tempo desde muito curtas até longas (de 8 a 10 segundos até horas), a Dra. Fujita e seus colegas descobriram um importante passo intermediário.

O resultado mais intrigante é o envolvimento de dois complexos metálicos energéticos para ativar uma molécula de CO₂. Sem o CO₂, o complexo dimeriza muito mais lentamente do que seria de se esperar.

O trabalho, ainda nos estágios iniciais, ao incorporar um enfoque combinado téorico e experimental, poderá ajudar a explicar porque a reação acontece tão lentamente, o que poderá, em última instância, resultar na fabricação de catalisadores mais eficientes. Esses catalisadores poderão então substituir a clorofila natural no processo de fotossíntese artificial.

Esta etapa inicial do trabalho será publicado na edição de Outubro do periódico Journal of the American Chemical Society.