Micróbios para armazenar energia

Archeobacterias Methanospirillum, um dos tipos que mais metano produz

As energias renováveis, produtoras de electricidade, enfrentam um problema que tende a agravar-se com a sua expansão: nos períodos de menor demanda, se não se consome toda a electricidade produzida, a mesma não pode ser armazenada.

Uma equipa de engenheiros da Universidade do Estado de Pensilvânia (Penn State), nos Estados Unidos, descobriu uns micróbios do reino Archaea que a partir de dióxido de carbono e água podem produzir metano, através da adição de electricidade, e sem emissão de hidrogeno, obtendo assim uma fonte de hidrocarbonetos portátil, e teoricamente neutra em relação à fixação ou emissão de carbono.

Os microrganismos metanogénicos produzem metano em lixeiras e zonas pantanosas, mas os científicos pensavam que estes organismos convertiam materiais orgânicos, como o acetato, em metano, emitindo também hidrogeno. No entanto, estes investigadores, ao tentar produzir hidrogeno nas células por electrólise microbiana, encontraram uma produção de metano muito superior ao esperado.

Toda a geração de metano que ocorre na natureza, e que assumimos que se produz em conjunto com emissão de hidrogeno, pode ser que não seja processada assim, disse Bruce E. Logan, professor de engenharia ambiental da Penn State. Realmente encontramos muito pouco hidrogeno em fase gasosa na natureza. Talvez assumimos que o hidrogeno estava a ser sintetizado, quando não era assim.

Logan, em colaboração com Shaoan Cheng, investigador associado, Defeng Xing, investigador de posdoutoramento, e Douglas F. Call, estudante de posgraduação de engenharia ambiental, confirmaram que os organismos microscópicos produziram o metano. Os investigadores criaram uma célula de duas câmaras com um ânodo submerso na água num lado da câmara e um cátodo na água, e nutrientes inorgânicos e dióxido de carbono no outro lado da câmara. Aplicaram uma tensão, mas só durante um minuto. Depois recobriram o cátodo com um filme biológico de Archaea, os microrganismos objecto de estudo, e não só houve fluxo de corrente no circuito, mas também as células produziram metano.

A única maneira de chegar a ter corrente com a voltagem utilizada é que os micróbios estejam directamente a aceitar electrões, disse Logan. E assinala também que a reacção electroquímica se desenvolve sem nenhum tipo de catalizadores e com um nível de energia menor do que o necessário para a conversão de dióxido de carbono em metano utilizando métodos convencionais, não biológicos.

Estas células obtêm uma eficiência do 80 por cento na passagem de electricidade a metano, e como utilizam dióxido de carbono como matéria prima, o processo viria a ser neutro em relação ao carbono se a electricidade provêm de uma fonte diferente dos hidrocarbonetos, como a solar ou a eólica.

O processo não sequestra carbono, mas transforma o dióxido de carbono em combustível, disse Logan. Se o metano se queima e o dióxido de carbono é capturado, então o processo pode ser neutro em relação à fixação ou emissão de carbono.

Logan sugere para os casos de excesso de electricidade pontual (nos momentos de menor demanda) o método de captura em um combustível transportável. E considera que o metano é preferível ao hidrogeno, porque uma grande parte das infra-estruturas actuais de gestão de hidrocarbonetos poderiam facilmente transporta-lo.