Como funciona a fotossíntese?

fotossíntese

<div> <div> <&sol;div> <div> <div> &NewLine;<&excl;-- WP QUADS Content Ad Plugin v&period; 2&period;0&period;92 -->&NewLine;<div class&equals;"quads-location quads-ad6216 " id&equals;"quads-ad6216" style&equals;"float&colon;none&semi;text-align&colon;center&semi;padding&colon;0px 0 0px 0&semi;" data-lazydelay&equals;"0">&NewLine;<amp-ad &NewLine; width&equals;"100vw" &NewLine; height&equals;"320" &NewLine; type&equals;"adsense" &NewLine; data-ad-client&equals;"ca-pub-1203000766857719" &NewLine; data-ad-slot&equals;"3398276849" &NewLine; data-auto-format&equals;"rspv" &NewLine; data-full-width &NewLine; > &NewLine; <div overflow><&sol;div> &NewLine; <&sol;amp-ad>&NewLine;<&sol;div>&NewLine; <&sol;div> <&sol;div><p>Se a fonte de energia mais inteligente for abundante&comma; barata e limpa&comma; ent&atilde&semi;o as plantas s&atilde&semi;o muito mais inteligentes que os humanos&period;&nbsp&semi;Ao longo de milhares de milh&otilde&semi;es de anos&comma; desenvolveram talvez a fonte de energia mais eficiente do mundo&colon; a fotoss&iacute&semi;ntese&period;&nbsp&semi;<span style&equals;"color&colon; rgb&lpar;0&comma; 0&comma; 0&rpar;&semi; font-family&colon; Roboto&comma; sans-serif&semi; font-size&colon; 1&period;125rem&semi; white-space-collapse&colon; collapse&semi; box-sizing&colon; border-box&semi; border&colon; 0px solid&semi; --tw-border-spacing-x&colon; 0&semi; --tw-border-spacing-y&colon; 0&semi; --tw-translate-x&colon; 0&semi; --tw-translate-y&colon; 0&semi; --tw-rotate&colon; 0&semi; --tw-skew-x&colon; 0&semi; --tw-skew-y&colon; 0&semi; --tw-scale-x&colon; 1&semi; --tw-scale-y&colon; 1&semi; --tw-pan-x&colon; &semi; --tw-pan-y&colon; &semi; --tw-pinch-zoom&colon; &semi; --tw-scroll-snap-strictness&colon; proximity&semi; --tw-gradient-from-position&colon; &semi; --tw-gradient-via-position&colon; &semi; --tw-gradient-to-position&colon; &semi; --tw-ordinal&colon; &semi; --tw-slashed-zero&colon; &semi; --tw-numeric-figure&colon; &semi; --tw-numeric-spacing&colon; &semi; --tw-numeric-fraction&colon; &semi; --tw-ring-inset&colon; &semi; --tw-ring-offset-width&colon; 0px&semi; --tw-ring-offset-color&colon; &num;fff&semi; --tw-ring-color&colon; rgba&lpar;59&comma;130&comma;246&comma;0&period;5&rpar;&semi; --tw-ring-offset-shadow&colon; 0 0 transparent&semi; --tw-ring-shadow&colon; 0 0 transparent&semi; --tw-shadow&colon; 0 0 transparent&semi; --tw-shadow-colored&colon; 0 0 transparent&semi; --tw-blur&colon; &semi; --tw-brightness&colon; &semi; --tw-contrast&colon; &semi; --tw-grayscale&colon; &semi; --tw-hue-rotate&colon; &semi; --tw-invert&colon; &semi; --tw-saturate&colon; &semi; --tw-sepia&colon; &semi; --tw-drop-shadow&colon; &semi; --tw-backdrop-blur&colon; &semi; --tw-backdrop-brightness&colon; &semi; --tw-backdrop-contrast&colon; &semi; --tw-backdrop-grayscale&colon; &semi; --tw-backdrop-hue-rotate&colon; &semi; --tw-backdrop-invert&colon; &semi; --tw-backdrop-opacity&colon; &semi; --tw-backdrop-saturate&colon; &semi; --tw-backdrop-sepia&colon; &semi; font-weight&colon; bolder&semi;">Como funciona a fotoss&iacute&semi;ntese<&sol;span>&nbsp&semi;&quest;&nbsp&semi;&Eacute&semi; a convers&atilde&semi;o da luz solar&comma; di&oacute&semi;xido de carbono e &aacute&semi;gua em combust&iacute&semi;vel utiliz&aacute&semi;vel&comma; emitindo oxig&ecirc&semi;nio &uacute&semi;til no processo&period;<&sol;p><p style&equals;"box-sizing&colon; border-box&semi; border&colon; 0px solid&semi; --tw-border-spacing-x&colon; 0&semi; --tw-border-spacing-y&colon; 0&semi; --tw-translate-x&colon; 0&semi; --tw-translate-y&colon; 0&semi; --tw-rotate&colon; 0&semi; --tw-skew-x&colon; 0&semi; --tw-skew-y&colon; 0&semi; --tw-scale-x&colon; 1&semi; --tw-scale-y&colon; 1&semi; --tw-pan-x&colon; &semi; --tw-pan-y&colon; &semi; --tw-pinch-zoom&colon; &semi; --tw-scroll-snap-strictness&colon; proximity&semi; --tw-gradient-from-position&colon; &semi; --tw-gradient-via-position&colon; &semi; --tw-gradient-to-position&colon; &semi; --tw-ordinal&colon; &semi; --tw-slashed-zero&colon; &semi; --tw-numeric-figure&colon; &semi; --tw-numeric-spacing&colon; &semi; --tw-numeric-fraction&colon; &semi; --tw-ring-inset&colon; &semi; --tw-ring-offset-width&colon; 0px&semi; --tw-ring-offset-color&colon; &num;fff&semi; --tw-ring-color&colon; rgba&lpar;59&comma;130&comma;246&comma;0&period;5&rpar;&semi; --tw-ring-offset-shadow&colon; 0 0 transparent&semi; --tw-ring-shadow&colon; 0 0 transparent&semi; --tw-shadow&colon; 0 0 transparent&semi; --tw-shadow-colored&colon; 0 0 transparent&semi; --tw-blur&colon; &semi; --tw-brightness&colon; &semi; --tw-contrast&colon; &semi; --tw-grayscale&colon; &semi; --tw-hue-rotate&colon; &semi; --tw-invert&colon; &semi; --tw-saturate&colon; &semi; --tw-sepia&colon; &semi; --tw-drop-shadow&colon; &semi; --tw-backdrop-blur&colon; &semi; --tw-backdrop-brightness&colon; &semi; --tw-backdrop-contrast&colon; &semi; --tw-backdrop-grayscale&colon; &semi; --tw-backdrop-hue-rotate&colon; &semi; --tw-backdrop-invert&colon; &semi; --tw-backdrop-opacity&colon; &semi; --tw-backdrop-saturate&colon; &semi; --tw-backdrop-sepia&colon; &semi; margin&colon; 0px 0px 1&period;5rem&semi; font-size&colon; 1&period;125rem&semi; line-height&colon; 1&period;75&semi; color&colon; rgb&lpar;0&comma; 0&comma; 0&rpar;&semi; font-family&colon; Roboto&comma; sans-serif&semi; white-space-collapse&colon; collapse&semi;">Usando nada al&eacute&semi;m da luz solar como fonte de energia&comma; as plantas realizam convers&otilde&semi;es massivas de energia&comma; transformando 1&period;102 bilh&otilde&semi;es de toneladas &lpar;1&period;000 bilh&otilde&semi;es de toneladas m&eacute&semi;tricas&rpar; de CO&nbsp&semi;2&nbsp&semi;em mat&eacute&semi;ria org&acirc&semi;nica&comma; ou seja&comma; energia para animais na forma de alimento&comma; todos os anos &lbrack;fonte&colon; Hunter&rsqb; &period;&nbsp&semi;E isso usa apenas 3&percnt; da luz solar que chega &agrave&semi; Terra &lbrack;fonte&colon; Boyd&rsqb;&period;<&sol;p><p>No caso das plantas &lpar;assim como das algas e algumas bact&eacute&semi;rias&rpar;&comma; o &ldquo&semi;combust&iacute&semi;vel utiliz&aacute&semi;vel&rdquo&semi; s&atilde&semi;o os carboidratos&comma; prote&iacute&semi;nas e gorduras&period;&nbsp&semi;Os humanos&comma; por outro lado&comma; procuram combust&iacute&semi;vel l&iacute&semi;quido para alimentar os carros e eletricidade para fazer funcionar os frigor&iacute&semi;ficos&period;&nbsp&semi;Mas isso n&atilde&semi;o significa que n&atilde&semi;o possamos recorrer &agrave&semi; fotoss&iacute&semi;ntese para resolver os nossos problemas energ&eacute&semi;ticos sujos&comma; caros e cada vez mais escassos&period;&nbsp&semi;Durante anos&comma; os cientistas t&ecirc&semi;m tentado encontrar uma forma de utilizar o mesmo sistema energ&eacute&semi;tico que as plantas utilizam&comma; mas com uma produ&ccedil&semi;&atilde&semi;o final alterada&period;<&sol;p><p>Neste artigo&comma; veremos a fotoss&iacute&semi;ntese artificial e veremos at&eacute&semi; onde ela chegou&period;&nbsp&semi;Descobriremos o que o sistema deve ser capaz de fazer&comma; verificaremos alguns m&eacute&semi;todos atuais para alcan&ccedil&semi;ar a fotoss&iacute&semi;ntese artificial e veremos por que n&atilde&semi;o &eacute&semi; t&atilde&semi;o f&aacute&semi;cil de projetar como alguns outros sistemas de convers&atilde&semi;o de energia&period;<&sol;p><p><strong>Conte&uacute&semi;do<&sol;strong><&sol;p><div> <div> &NewLine;<&excl;-- WP QUADS Content Ad Plugin v&period; 2&period;0&period;92 -->&NewLine;<div class&equals;"quads-location quads-ad6124 " id&equals;"quads-ad6124" style&equals;"float&colon;none&semi;text-align&colon;center&semi;padding&colon;0px 0 0px 0&semi;" data-lazydelay&equals;"0">&NewLine;<amp-ad &NewLine; width&equals;"100vw" &NewLine; height&equals;"320" &NewLine; type&equals;"adsense" &NewLine; data-ad-client&equals;"ca-pub-1203000766857719" &NewLine; data-ad-slot&equals;"3398276849" &NewLine; data-auto-format&equals;"rspv" &NewLine; data-full-width &NewLine; > &NewLine; <div overflow><&sol;div> &NewLine; <&sol;amp-ad>&NewLine;<&sol;div>&NewLine; <&sol;div> <&sol;div><ol class&equals;"wp-block-list">&NewLine;<li>Como funciona a fotoss&iacute&semi;ntese<&sol;li>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<li>O Sol como recurso<&sol;li>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<li>Abordagens de fotoss&iacute&semi;ntese artificial<&sol;li>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<li>Aplica&ccedil&semi;&otilde&semi;es de fotoss&iacute&semi;ntese artificial<&sol;li>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<li>Desafios na cria&ccedil&semi;&atilde&semi;o de fotoss&iacute&semi;ntese artificial<&sol;li>&NewLine;<&sol;ol><h2 class&equals;"wp-block-heading">Como funciona a fotoss&iacute&semi;ntese<&sol;h2><p>A fotoss&iacute&semi;ntese &eacute&semi; um processo not&aacute&semi;vel que permite que plantas verdes&comma; algas e&nbsp&semi;algumas bact&eacute&semi;rias&nbsp&semi;convertam di&oacute&semi;xido de carbono e energia luminosa em energia qu&iacute&semi;mica&period;&nbsp&semi;Este intrincado processo bioqu&iacute&semi;mico desempenha um papel vital na sustenta&ccedil&semi;&atilde&semi;o da vida na Terra&comma; fornecendo oxig&ecirc&semi;nio e sendo a base para as cadeias alimentares&period;<&sol;p><h3 class&equals;"wp-block-heading">Rea&ccedil&semi;&atilde&semi;o Dependente de Luz<&sol;h3><p>As rea&ccedil&semi;&otilde&semi;es dependentes da luz s&atilde&semi;o a fase da&nbsp&semi;fotoss&iacute&semi;ntese&nbsp&semi;onde a energia solar capturada se transforma em energia qu&iacute&semi;mica&period;<&sol;p><p>O processo come&ccedil&semi;a quando as mol&eacute&semi;culas de clorofila&comma; localizadas nos cloroplastos das c&eacute&semi;lulas vegetais&comma; absorvem a energia luminosa do sol&period;&nbsp&semi;Esta&nbsp&semi;energia absorvida&nbsp&semi;divide as mol&eacute&semi;culas de &aacute&semi;gua &lpar;H&nbsp&semi;<sub>2<&sol;sub>&nbsp&semi;O&rpar; em oxig&ecirc&semi;nio &lpar;O&nbsp&semi;<sub>2<&sol;sub>&nbsp&semi;&rpar;&comma; &iacute&semi;ons de hidrog&ecirc&semi;nio &lpar;H&plus;&rpar; e el&eacute&semi;trons &lpar;e-&rpar;&period;<&sol;p><p>A energia da luz absorvida &eacute&semi; ent&atilde&semi;o usada para criar duas&nbsp&semi;mol&eacute&semi;culas essenciais&nbsp&semi;&colon; trifosfato de adenosina &lpar;ATP&rpar; e fosfato de dinucleot&iacute&semi;deo de nicotinamida adenina &lpar;NADPH&rpar;&period;&nbsp&semi;Estas mol&eacute&semi;culas armazenam e transportam a energia necess&aacute&semi;ria para a pr&oacute&semi;xima fase da fotoss&iacute&semi;ntese&colon; a rea&ccedil&semi;&atilde&semi;o independente da luz&period;<&sol;p><h3 class&equals;"wp-block-heading">O Ciclo de Calvin<&sol;h3><html><body>&NewLine;<&excl;-- WP QUADS Content Ad Plugin v&period; 2&period;0&period;92 -->&NewLine;<div class&equals;"quads-location quads-ad3129 " id&equals;"quads-ad3129" style&equals;"float&colon;none&semi;text-align&colon;center&semi;padding&colon;0px 0 0px 0&semi;" data-lazydelay&equals;"0">&NewLine;<amp-ad layout&equals;"fixed" width&equals;300 height&equals;250 type&equals;"adsense" data-ad-client&equals;"ca-pub-1203000766857719" data-ad-slot&equals;"2681824144"><&sol;amp-ad>&NewLine;<&sol;div>&NewLine;<&sol;body><&sol;html><p>Nas rea&ccedil&semi;&otilde&semi;es independentes da luz&comma; tamb&eacute&semi;m conhecidas como ciclo de Calvin&comma; a energia qu&iacute&semi;mica armazenada no ATP e no NADPH &eacute&semi; usada para fixar di&oacute&semi;xido de carbono &lpar;CO 2&nbsp&semi;<sub>&rpar;<&sol;sub>&nbsp&semi;em compostos org&acirc&semi;nicos&period;&nbsp&semi;Com a fixa&ccedil&semi;&atilde&semi;o de carbono&comma; seis mol&eacute&semi;culas de di&oacute&semi;xido de carbono &lpar;CO&nbsp&semi;<sub>2<&sol;sub>&nbsp&semi;&rpar; s&atilde&semi;o capturadas da atmosfera e combinadas com uma mol&eacute&semi;cula de a&ccedil&semi;&uacute&semi;car de cinco carbonos &lpar;RuBP&rpar; para formar compostos de tr&ecirc&semi;s carbonos &lpar;3-PGA&rpar;&period;<&sol;p>&NewLine;<&excl;-- WP QUADS Content Ad Plugin v&period; 2&period;0&period;92 -->&NewLine;<div class&equals;"quads-location quads-ad3127 " id&equals;"quads-ad3127" style&equals;"float&colon;none&semi;text-align&colon;center&semi;padding&colon;0px 0 0px 0&semi;" data-lazydelay&equals;"0">&NewLine;<amp-ad layout&equals;"fixed" width&equals;300 height&equals;250 type&equals;"adsense" data-ad-client&equals;"ca-pub-1203000766857719" data-ad-slot&equals;"2681824144"><&sol;amp-ad>&NewLine;<&sol;div>&NewLine;<p>Esses compostos de tr&ecirc&semi;s carbonos passam por uma s&eacute&semi;rie de rea&ccedil&semi;&otilde&semi;es qu&iacute&semi;micas facilitadas por enzimas&comma; consumindo ATP e NADPH no processo&period;&nbsp&semi;Isso leva &agrave&semi; forma&ccedil&semi;&atilde&semi;o da mol&eacute&semi;cula de a&ccedil&semi;&uacute&semi;car gliceralde&iacute&semi;do-3-fosfato &lpar;G3P&rpar;&period;<&sol;p><div> <div> &NewLine;<&excl;-- WP QUADS Content Ad Plugin v&period; 2&period;0&period;92 -->&NewLine;<div class&equals;"quads-location quads-ad6217 " id&equals;"quads-ad6217" style&equals;"float&colon;none&semi;text-align&colon;center&semi;padding&colon;0px 0 0px 0&semi;" data-lazydelay&equals;"0">&NewLine;<amp-ad &NewLine; width&equals;"100vw" &NewLine; height&equals;"320" &NewLine; type&equals;"adsense" &NewLine; data-ad-client&equals;"ca-pub-1203000766857719" &NewLine; data-ad-slot&equals;"3398276849" &NewLine; data-auto-format&equals;"rspv" &NewLine; data-full-width &NewLine; > &NewLine; <div overflow><&sol;div> &NewLine; <&sol;amp-ad>&NewLine;<&sol;div>&NewLine; <&sol;div> <&sol;div><p>Algumas das mol&eacute&semi;culas G3P produzem glicose e outros carboidratos&comma; servindo como fonte de energia para a planta e s&atilde&semi;o essenciais para o crescimento e a reprodu&ccedil&semi;&atilde&semi;o&period;&nbsp&semi;Para sustentar o ciclo de Calvin&comma; algumas das mol&eacute&semi;culas G3P regeneram RuBP&period;&nbsp&semi;Esta etapa garante um fornecimento cont&iacute&semi;nuo de compostos de tr&ecirc&semi;s carbonos para maior fixa&ccedil&semi;&atilde&semi;o de carbono&period;<&sol;p><h2 class&equals;"wp-block-heading">O Sol como recurso<&sol;h2><p>A energia dispon&iacute&semi;vel na luz solar &eacute&semi; um recurso inexplorado que apenas come&ccedil&semi;amos a controlar&period;&nbsp&semi;A tecnologia atual de c&eacute&semi;lulas fotovoltaicas&comma; normalmente um sistema baseado em semicondutores&comma; &eacute&semi; cara&comma; n&atilde&semi;o muito eficiente e s&oacute&semi; faz convers&otilde&semi;es instant&acirc&semi;neas de luz solar em eletricidade &ndash&semi; a produ&ccedil&semi;&atilde&semi;o de energia n&atilde&semi;o &eacute&semi; armazenada para um dia chuvoso &lpar;embora isso possa estar mudando&colon; consulte &rdquo&semi;&nbsp&semi;&Eacute&semi; Existe uma maneira de obter energia solar &agrave&semi; noite&nbsp&semi;&quest;&rdquo&semi;&rpar;&period;<&sol;p><p>Mas um sistema de fotoss&iacute&semi;ntese artificial ou uma c&eacute&semi;lula fotoelectroqu&iacute&semi;mica que imite o que acontece nas plantas poderia potencialmente criar um fornecimento infinito e relativamente barato de todo o &ldquo&semi;g&aacute&semi;s&rdquo&semi; limpo e electricidade de que necessitamos para alimentar as nossas vidas &ndash&semi; e tamb&eacute&semi;m numa forma armazen&aacute&semi;vel&period;<&sol;p><h2 class&equals;"wp-block-heading">Abordagens de fotoss&iacute&semi;ntese artificial<&sol;h2><p>Para recriar a fotoss&iacute&semi;ntese que as plantas aperfei&ccedil&semi;oaram&comma; um sistema de convers&atilde&semi;o de energia tem de ser capaz de fazer duas coisas cruciais &lpar;provavelmente dentro de algum tipo de nanotubo que funciona como &ldquo&semi;folha&rdquo&semi; estrutural&rpar;&colon; colher a luz solar e dividir as mol&eacute&semi;culas de &aacute&semi;gua&period;<&sol;p><p>As plantas realizam essas tarefas usando a clorofila&comma; que captura a luz solar&comma; e uma cole&ccedil&semi;&atilde&semi;o de prote&iacute&semi;nas e enzimas que usam essa luz solar para quebrar as mol&eacute&semi;culas de H&nbsp&semi;<sub>2<&sol;sub>&nbsp&semi;O em hidrog&ecirc&semi;nio&comma; el&eacute&semi;trons e oxig&ecirc&semi;nio &lpar;pr&oacute&semi;tons&rpar;&period;&nbsp&semi;Os el&eacute&semi;trons e o hidrog&ecirc&semi;nio s&atilde&semi;o ent&atilde&semi;o usados &&num;8203&semi;&&num;8203&semi;para transformar o CO&nbsp&semi;<sub>2<&sol;sub>&nbsp&semi;em carboidratos e o oxig&ecirc&semi;nio &eacute&semi; expelido&period;<&sol;p><p>Para que um sistema artificial funcione para as necessidades humanas&comma; o resultado tem de mudar&period;<&sol;p><p>Em vez de libertar apenas oxig&eacute&semi;nio no final da reac&ccedil&semi;&atilde&semi;o&comma; teria de libertar tamb&eacute&semi;m hidrog&eacute&semi;nio l&iacute&semi;quido &lpar;ou talvez metanol&rpar;&period;&nbsp&semi;Esse hidrog&ecirc&semi;nio poderia ser usado diretamente como combust&iacute&semi;vel l&iacute&semi;quido ou canalizado para uma c&eacute&semi;lula de combust&iacute&semi;vel&period;&nbsp&semi;Fazer com que o processo produza hidrog&ecirc&semi;nio n&atilde&semi;o &eacute&semi; um problema&comma; uma vez que ele j&aacute&semi; est&aacute&semi; presente nas mol&eacute&semi;culas de &aacute&semi;gua&period;&nbsp&semi;E capturar a luz solar n&atilde&semi;o &eacute&semi; um problema &ndash&semi; os atuais sistemas de energia solar fazem isso&period;<&sol;p><p>A parte dif&iacute&semi;cil &eacute&semi; dividir as mol&eacute&semi;culas de &aacute&semi;gua para obter os el&eacute&semi;trons necess&aacute&semi;rios para facilitar o processo qu&iacute&semi;mico que produz o hidrog&ecirc&semi;nio&period;<&sol;p><p>A divis&atilde&semi;o da &aacute&semi;gua requer uma entrada de energia de cerca de 2&comma;5 volts &lbrack;fonte&colon; Hunter&rsqb;&period;&nbsp&semi;Isso significa que o processo requer um catalisador &ndash&semi; algo para fazer tudo funcionar&period;&nbsp&semi;O catalisador reage com os f&oacute&semi;tons do sol para iniciar uma rea&ccedil&semi;&atilde&semi;o qu&iacute&semi;mica&period;<&sol;p><p>Houve avan&ccedil&semi;os importantes nesta &aacute&semi;rea nos &uacute&semi;ltimos cinco ou dez anos&period;&nbsp&semi;Alguns dos catalisadores de maior sucesso incluem&colon;<&sol;p><div> <div> &NewLine;<&excl;-- WP QUADS Content Ad Plugin v&period; 2&period;0&period;92 -->&NewLine;<div class&equals;"quads-location quads-ad5725 " id&equals;"quads-ad5725" style&equals;"float&colon;none&semi;margin&colon;0px 3px 3px 3px&semi;padding&colon;0px 0px 0px 0px&semi;" data-lazydelay&equals;"0">&NewLine;<amp-ad layout&equals;"fixed" width&equals;300 height&equals;250 type&equals;"adsense" data-ad-client&equals;"ca-pub-1203000766857719" data-ad-slot&equals;"1299588584"><&sol;amp-ad>&NewLine;<&sol;div>&NewLine; <&sol;div> <&sol;div><ul class&equals;"wp-block-list">&NewLine;<li><strong>Mangan&ecirc&semi;s<&sol;strong>&nbsp&semi;&colon; O mangan&ecirc&semi;s &eacute&semi; o catalisador encontrado no n&uacute&semi;cleo fotossint&eacute&semi;tico das plantas&period;&nbsp&semi;Um &uacute&semi;nico &aacute&semi;tomo de mangan&ecirc&semi;s desencadeia o processo natural que utiliza a luz solar para dividir a &aacute&semi;gua&period;&nbsp&semi;Usar mangan&ecirc&semi;s em um sistema artificial &eacute&semi; uma abordagem biomim&eacute&semi;tica &ndash&semi; imita diretamente a biologia encontrada nas plantas&period;<&sol;li>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<li><strong>Di&oacute&semi;xido de tit&acirc&semi;nio sensibilizado por corante<&sol;strong>&nbsp&semi;&colon; O di&oacute&semi;xido de tit&acirc&semi;nio &lpar;TiO&nbsp&semi;<sub>2<&sol;sub>&nbsp&semi;&rpar; &eacute&semi; um metal est&aacute&semi;vel que pode atuar como um catalisador eficiente&period;&nbsp&semi;&Eacute&semi; usado em uma c&eacute&semi;lula solar sensibilizada por corante&comma; tamb&eacute&semi;m conhecida como c&eacute&semi;lula Graetzel&comma; que existe desde 1990&period;&nbsp&semi;Numa c&eacute&semi;lula Graetzel&comma; o TiO&nbsp&semi;<sub>2<&sol;sub>&nbsp&semi;&eacute&semi; suspenso numa camada de part&iacute&semi;culas de corante que captam a luz solar e depois a exp&otilde&semi;em ao TiO&nbsp&semi;<sub>2<&sol;sub>&nbsp&semi;para iniciar a rea&ccedil&semi;&atilde&semi;o&period;<&sol;li>&NewLine;&NewLine;&NewLine;&NewLine;<li><strong>&Oacute&semi;xido de cobalto<&sol;strong>&nbsp&semi;&colon; Um dos catalisadores descobertos mais recentemente&comma; descobriu-se que aglomerados de mol&eacute&semi;culas de &oacute&semi;xido de cobalto &lpar;CoO&rpar; de tamanho nanom&eacute&semi;trico s&atilde&semi;o gatilhos est&aacute&semi;veis &&num;8203&semi;&&num;8203&semi;e altamente eficientes em um sistema de fotoss&iacute&semi;ntese artificial&period;&nbsp&semi;O &oacute&semi;xido de cobalto tamb&eacute&semi;m &eacute&semi; uma mol&eacute&semi;cula muito abundante &ndash&semi; atualmente &eacute&semi; um catalisador industrial popular&period;<&sol;li>&NewLine;<&sol;ul><p>Uma vez aperfei&ccedil&semi;oados&comma; estes sistemas poder&atilde&semi;o mudar a forma como alimentamos o nosso mundo&period;<&sol;p><h2 class&equals;"wp-block-heading">Aplica&ccedil&semi;&otilde&semi;es de fotoss&iacute&semi;ntese artificial<&sol;h2><figure class&equals;"wp-block-image size-full"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;cetroconcursos&period;org&period;br&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2023&sol;10&sol;cientista-do-NREL-1&period;webp" alt&equals;"cientista do NREL" class&equals;"wp-image-5838"><figcaption class&equals;"wp-element-caption">O cientista do NREL&comma; John Turner&comma; demonstra a capacidade de uma c&eacute&semi;lula fotoeletroqu&iacute&semi;mica &lpar;PEC&rpar; de produzir hidrog&ecirc&semi;nio a partir da &aacute&semi;gua usando energia de uma fonte de luz&period;<&sol;figcaption><&sol;figure><p>Os combust&iacute&semi;veis f&oacute&semi;sseis s&atilde&semi;o escassos e contribuem para a polui&ccedil&semi;&atilde&semi;o e o aquecimento global&period;&nbsp&semi;O carv&atilde&semi;o&comma; embora abundante&comma; &eacute&semi; altamente poluente tanto para o corpo humano como para o ambiente&period;&nbsp&semi;As turbinas e&oacute&semi;licas est&atilde&semi;o a prejudicar paisagens pitorescas&comma; o milho requer enormes extens&otilde&semi;es de terras agr&iacute&semi;colas e a atual tecnologia de c&eacute&semi;lulas solares &eacute&semi; cara e ineficiente&period;&nbsp&semi;A fotoss&iacute&semi;ntese artificial poderia oferecer uma maneira nova e possivelmente ideal de sair da nossa situa&ccedil&semi;&atilde&semi;o energ&eacute&semi;tica&period;<&sol;p><h3 class&equals;"wp-block-heading">Combust&iacute&semi;vel que podemos armazenar<&sol;h3><p>Por um lado&comma; tem benef&iacute&semi;cios em rela&ccedil&semi;&atilde&semi;o &agrave&semi;s c&eacute&semi;lulas fotovoltaicas&comma; encontradas nos pain&eacute&semi;is solares atuais&period;&nbsp&semi;A convers&atilde&semi;o direta da luz solar em eletricidade nas c&eacute&semi;lulas fotovoltaicas torna a energia solar uma energia dependente do clima e do tempo&comma; o que diminui a sua utilidade e aumenta o seu pre&ccedil&semi;o&period;&nbsp&semi;A fotoss&iacute&semi;ntese artificial&comma; por outro lado&comma; poderia produzir um combust&iacute&semi;vel armazen&aacute&semi;vel&period;<&sol;p><h3 class&equals;"wp-block-heading">M&uacute&semi;ltiplas op&ccedil&semi;&otilde&semi;es de sa&iacute&semi;da<&sol;h3><body><div> &NewLine;<&excl;-- WP QUADS Content Ad Plugin v&period; 2&period;0&period;92 -->&NewLine;<div class&equals;"quads-location quads-ad3130 " id&equals;"quads-ad3130" style&equals;"float&colon;none&semi;text-align&colon;center&semi;padding&colon;0px 0 0px 0&semi;" data-lazydelay&equals;"0">&NewLine;<amp-ad &NewLine; width&equals;"100vw" &NewLine; height&equals;"320" &NewLine; type&equals;"adsense" &NewLine; data-ad-client&equals;"ca-pub-1203000766857719" &NewLine; data-ad-slot&equals;"2681824144" &NewLine; data-auto-format&equals;"rspv" &NewLine; data-full-width &NewLine; > &NewLine; <div overflow><&sol;div> &NewLine; <&sol;amp-ad>&NewLine;<&sol;div>&NewLine; <&sol;div><p>E&comma; ao contr&aacute&semi;rio da maioria dos m&eacute&semi;todos de gera&ccedil&semi;&atilde&semi;o de energia alternativa&comma; a fotoss&iacute&semi;ntese artificial tem potencial para produzir mais de um tipo de combust&iacute&semi;vel&period;&nbsp&semi;O processo fotossint&eacute&semi;tico poderia ser ajustado para que as rea&ccedil&semi;&otilde&semi;es entre luz&comma; CO&nbsp&semi;<sub>2<&sol;sub>&nbsp&semi;e H&nbsp&semi;<sub>2<&sol;sub>&nbsp&semi;O produzissem hidrog&ecirc&semi;nio l&iacute&semi;quido&period;<&sol;p><p>O hidrog&ecirc&semi;nio l&iacute&semi;quido pode ser usado como gasolina em motores movidos a hidrog&ecirc&semi;nio&period;&nbsp&semi;Tamb&eacute&semi;m poderia ser canalizado para uma configura&ccedil&semi;&atilde&semi;o de c&eacute&semi;lula de combust&iacute&semi;vel&comma; o que reverteria efetivamente o processo de fotoss&iacute&semi;ntese&comma; criando eletricidade atrav&eacute&semi;s da combina&ccedil&semi;&atilde&semi;o de hidrog&ecirc&semi;nio e oxig&ecirc&semi;nio em &aacute&semi;gua&period;&nbsp&semi;As c&eacute&semi;lulas de combust&iacute&semi;vel de hidrog&ecirc&semi;nio podem gerar eletricidade como a que obtemos da rede&comma; ent&atilde&semi;o a usar&iacute&semi;amos para ligar nosso ar condicionado e aquecedores de &aacute&semi;gua&period;<&sol;p><p>Um problema atual com a energia do hidrog&eacute&semi;nio em grande escala &eacute&semi; a quest&atilde&semi;o de como gerar hidrog&eacute&semi;nio l&iacute&semi;quido de forma eficiente &ndash&semi; e limpa&period;&nbsp&semi;A fotoss&iacute&semi;ntese artificial pode ser uma solu&ccedil&semi;&atilde&semi;o&period;<&sol;p><p>O metanol &eacute&semi; outra sa&iacute&semi;da poss&iacute&semi;vel&period;&nbsp&semi;Em vez de emitir hidrog&ecirc&semi;nio puro no processo de fotoss&iacute&semi;ntese&comma; a c&eacute&semi;lula fotoeletroqu&iacute&semi;mica poderia gerar metanol combust&iacute&semi;vel &lpar;CH&nbsp&semi;<sub>3<&sol;sub>&nbsp&semi;OH&rpar;&period;<&sol;p><p>O metanol&comma; ou &aacute&semi;lcool met&iacute&semi;lico&comma; normalmente deriva do metano do g&aacute&semi;s natural e costuma ser adicionado &agrave&semi; gasolina comercial para faz&ecirc&semi;-la queimar de forma mais limpa&period;&nbsp&semi;Alguns carros podem at&eacute&semi; funcionar apenas com metanol&period;<&sol;p><h3 class&equals;"wp-block-heading">Ignorando subprodutos prejudiciais<&sol;h3><p>A capacidade de produzir um combust&iacute&semi;vel limpo sem gerar subprodutos nocivos&comma; como gases de efeito estufa&comma; torna a fotoss&iacute&semi;ntese artificial uma fonte de energia ideal para o meio ambiente&period;&nbsp&semi;N&atilde&semi;o exigiria minera&ccedil&semi;&atilde&semi;o&comma; cultivo ou perfura&ccedil&semi;&atilde&semi;o&period;&nbsp&semi;E uma vez que nem a &aacute&semi;gua nem o di&oacute&semi;xido de carbono s&atilde&semi;o actualmente escassos&comma; tamb&eacute&semi;m poder&aacute&semi; ser uma fonte ilimitada&comma; potencialmente menos dispendiosa do que outras formas de energia a longo prazo&period;<&sol;p><p>Na verdade&comma; este tipo de rea&ccedil&semi;&atilde&semi;o fotoeletroqu&iacute&semi;mica poderia at&eacute&semi; mesmo remover grandes quantidades de CO&nbsp&semi;<sub>2<&sol;sub>&nbsp&semi;nocivo do ar no processo de produ&ccedil&semi;&atilde&semi;o de combust&iacute&semi;vel&period;&nbsp&semi;&Eacute&semi; uma situa&ccedil&semi;&atilde&semi;o ganha-ganha&period;<&sol;p><p>Mas ainda n&atilde&semi;o chegamos l&aacute&semi;&period;&nbsp&semi;Existem v&aacute&semi;rios obst&aacute&semi;culos ao uso da fotoss&iacute&semi;ntese artificial em grande escala&period;<&sol;p><h2 class&equals;"wp-block-heading">Desafios na cria&ccedil&semi;&atilde&semi;o de fotoss&iacute&semi;ntese artificial<&sol;h2><figure class&equals;"wp-block-image size-full"><img src&equals;"https&colon;&sol;&sol;www&period;cetroconcursos&period;org&period;br&sol;wp-content&sol;uploads&sol;2023&sol;10&sol;natureza-aperfeicoou-1&period;webp" alt&equals;"natureza aperfei&ccedil&semi;oou o" class&equals;"wp-image-5837"><figcaption class&equals;"wp-element-caption">A natureza aperfei&ccedil&semi;oou o processo de fotoss&iacute&semi;ntese ao longo de bilh&otilde&semi;es de anos&period;&nbsp&semi;N&atilde&semi;o ser&aacute&semi; f&aacute&semi;cil replic&aacute&semi;-lo em um sistema sint&eacute&semi;tico&period;<&sol;figcaption><&sol;figure><p>Embora a fotoss&iacute&semi;ntese artificial funcione em laborat&oacute&semi;rio&comma; ela n&atilde&semi;o est&aacute&semi; pronta para consumo em massa&period;&nbsp&semi;Replicar o que acontece naturalmente nas plantas verdes n&atilde&semi;o &eacute&semi; uma tarefa simples&period;<&sol;p><p>A efici&ecirc&semi;ncia &eacute&semi; crucial na produ&ccedil&semi;&atilde&semi;o de energia&period;&nbsp&semi;As plantas levaram bilh&otilde&semi;es de anos para desenvolver o processo de fotoss&iacute&semi;ntese que funciona de forma eficiente para elas&semi;&nbsp&semi;replicar isso em um sistema sint&eacute&semi;tico exige muitas tentativas e erros&period;<&sol;p><p>O mangan&ecirc&semi;s que atua como catalisador nas plantas n&atilde&semi;o funciona t&atilde&semi;o bem em instala&ccedil&semi;&otilde&semi;es artificiais&comma; principalmente porque o mangan&ecirc&semi;s &eacute&semi; um tanto inst&aacute&semi;vel&period;&nbsp&semi;N&atilde&semi;o dura muito e n&atilde&semi;o se dissolve na &aacute&semi;gua&comma; tornando um sistema &agrave&semi; base de mangan&ecirc&semi;s um tanto ineficiente e impratic&aacute&semi;vel&period;<&sol;p><p>O outro grande obst&aacute&semi;culo &eacute&semi; que a geometria molecular das plantas &eacute&semi; extraordinariamente complexa e exata &ndash&semi; a maioria das configura&ccedil&semi;&otilde&semi;es feitas pelo homem n&atilde&semi;o consegue replicar esse n&iacute&semi;vel de complexidade&period;<&sol;p><p>A estabilidade &eacute&semi; um problema em muitos sistemas potenciais de fotoss&iacute&semi;ntese&period;&nbsp&semi;Os catalisadores org&acirc&semi;nicos frequentemente se degradam ou desencadeiam rea&ccedil&semi;&otilde&semi;es adicionais que podem danificar o funcionamento da c&eacute&semi;lula&period;&nbsp&semi;Catalisadores inorg&acirc&semi;nicos de &oacute&semi;xido met&aacute&semi;lico s&atilde&semi;o uma boa possibilidade&comma; mas precisam funcionar r&aacute&semi;pido o suficiente para fazer uso eficiente dos f&oacute&semi;tons que entram no sistema&period;<&sol;p><p>Esse tipo de velocidade catal&iacute&semi;tica &eacute&semi; dif&iacute&semi;cil de encontrar&period;&nbsp&semi;E alguns &oacute&semi;xidos met&aacute&semi;licos que t&ecirc&semi;m velocidade faltam em outra &aacute&semi;rea&colon; abund&acirc&semi;ncia&period;<&sol;p><p>Nas c&eacute&semi;lulas sensibilizadas por corantes de &uacute&semi;ltima gera&ccedil&semi;&atilde&semi;o&comma; o problema n&atilde&semi;o &eacute&semi; o catalisador&semi;&nbsp&semi;em vez disso&comma; &eacute&semi; a solu&ccedil&semi;&atilde&semi;o eletrol&iacute&semi;tica que absorve os pr&oacute&semi;tons das mol&eacute&semi;culas de &aacute&semi;gua divididas&period;&nbsp&semi;&Eacute&semi; uma parte essencial da c&eacute&semi;lula&comma; mas &eacute&semi; feita de solventes vol&aacute&semi;teis que podem corroer outros componentes do sistema&period;<&sol;p><p>Os avan&ccedil&semi;os nos &uacute&semi;ltimos anos est&atilde&semi;o come&ccedil&semi;ando a abordar essas quest&otilde&semi;es&period;&nbsp&semi;O &oacute&semi;xido de cobalto &eacute&semi; um &oacute&semi;xido met&aacute&semi;lico est&aacute&semi;vel&comma; r&aacute&semi;pido e abundante&period;&nbsp&semi;Pesquisadores em c&eacute&semi;lulas sensibilizadas por corantes criaram uma solu&ccedil&semi;&atilde&semi;o n&atilde&semi;o baseada em solvente para substituir o material corrosivo&period;<&sol;p><div> <div> &NewLine;<&excl;-- WP QUADS Content Ad Plugin v&period; 2&period;0&period;92 -->&NewLine;<div class&equals;"quads-location quads-ad6218 " id&equals;"quads-ad6218" style&equals;"float&colon;none&semi;text-align&colon;center&semi;padding&colon;0px 0 0px 0&semi;" data-lazydelay&equals;"0">&NewLine;<amp-ad &NewLine; width&equals;"100vw" &NewLine; height&equals;"320" &NewLine; type&equals;"adsense" &NewLine; data-ad-client&equals;"ca-pub-1203000766857719" &NewLine; data-ad-slot&equals;"3398276849" &NewLine; data-auto-format&equals;"rspv" &NewLine; data-full-width &NewLine; > &NewLine; <div overflow><&sol;div> &NewLine; <&sol;amp-ad>&NewLine;<&sol;div>&NewLine; <&sol;div> <&sol;div><p>A pesquisa em fotoss&iacute&semi;ntese artificial est&aacute&semi; ganhando for&ccedil&semi;a&comma; mas n&atilde&semi;o sair&aacute&semi; do laborat&oacute&semi;rio t&atilde&semi;o cedo&period;&nbsp&semi;Levar&aacute&semi; pelo menos 10 anos at&eacute&semi; que esse tipo de sistema se torne realidade &lbrack;fonte&colon; Boyd&rsqb;&period;&nbsp&semi;E essa &eacute&semi; uma estimativa bastante esperan&ccedil&semi;osa&period;&nbsp&semi;Algumas pessoas n&atilde&semi;o t&ecirc&semi;m certeza se isso vai acontecer&period;&nbsp&semi;Ainda assim&comma; quem pode resistir &agrave&semi; esperan&ccedil&semi;a de plantas artificiais que se comportem como as reais&quest;<&sol;p>&NewLine;<&sol;body><&sol;div>&NewLine;<&sol;p>&NewLine;

Pai, marido, analista de sistemas, web master, proprietário de agência de marketing digital e apaixonado pelo que faz. Desde 2011 escrevendo artigos e conteúdos para web com foco em tecnologia,
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