Cientistas de Cambridge criam bateria “viva” alimentada por algas
Uma equipe da Universidade de Cambridge está a desenvolver uma alternativa radical às pilhas tradicionais. A “biocélula”, que gera eletricidade a partir de algas fotossintéticas, já funciona sem parar há mais de seis anos.
O projeto nasceu há duas décadas pelas mãos do investigador Paolo Bombelli, do Departamento de Bioquímica de Cambridge, em conjunto com o professor Chris Howe.
A ideia é aproveitar o fluxo natural de eletrões que as cianobactérias (também conhecidas como algas azuis-esverdeadas) produzem durante a fotossíntese, e transformar essa energia em eletricidade utilizável.
As algas vivem dentro de uma câmara selada, normalmente feita de acrílico transparente, onde continuam a fazer fotossíntese normalmente. A equipa capta apenas uma pequena parte dos eletrões libertados neste processo, o suficiente para gerar corrente, mas sem prejudicar a saúde do organismo.
O resultado é uma fonte de energia que, teoricamente, pode durar tanto tempo quanto a alga se mantiver viva. O recorde atual é de seis anos de funcionamento contínuo.
Do laboratório ao design de produto
Durante muito tempo, os protótipos pareciam pouco mais do que tubos de ensaio ligados a fios. Isso mudou quando a equipa recrutou a bio-designer Lucia Giron e o engenheiro eletrotécnico Lifu Tan, com o objetivo de transformar a descoberta científica num produto real.
Giron contou que a sua ligação a este tipo de tecnologia remonta a uma memória de infância: numa praia na Carolina do Norte, durante uma tempestade tropical, observou poças de água que brilhavam à noite devido a bactérias bioluminescentes, um momento que despertou o seu interesse por cruzar biologia e design.
O resultado do trabalho da equipa é uma câmara compacta, do tamanho da palma da mão, com uma estrutura metálica decorada com um padrão de folhas. O material transparente permite que a luz chegue às algas e que se veja, literalmente, o processo biológico a decorrer.
Já foi usada para alimentar um relógio digital e um sensor de temperatura.
Os desafios de manter uma bateria “viva”
Ao contrário dos painéis solares, que precisam do máximo de luz possível, esta tecnologia exige equilíbrio, pois exposição solar direta e excessiva pode matar as algas.
Outro desafio foi encontrar materiais que permitissem trocas gasosas, ou seja, entrada de dióxido de carbono e saída de oxigénio, sem deixar a água evaporar.
A potência gerada é, para já, baixa, pelo que a equipa não pretende competir com baterias de grande capacidade.
O foco está em substituir as pequenas pilhas descartáveis que usamos em comandos, detetores de fumo ou sensores ambientais, dispositivos que consomem pouca energia mas que, multiplicados por milhões, têm um impacto ambiental considerável devido a materiais como o lítio.
Uma história que já dura vários anos
Este é o resultado de duas décadas de trabalho. Já em 2022, os investigadores tinham conseguido alimentar um microprocessador de 32 bits durante mais de seis meses, usando apenas a corrente gerada por uma célula do tamanho de uma pilha AA, capaz de produzir cerca de quatro microwatts por centímetro quadrado.
Mesmo no escuro, as algas continuavam a gerar uma pequena corrente, ao quebrar as suas reservas alimentares.
Investigador Paolo Bombelli, do Departamento de Bioquímica de Cambridge, com sistemas experimentais de algas vivas.
Onde pode ser aplicada
Além dos usos domésticos, a equipa vê potencial em zonas rurais sem acesso à rede elétrica, espcialmente em países de baixo rendimento, onde a tecnologia poderia ajudar a carregar telemóveis.
Outra aplicação em estudo é a monitorização ambiental, por exemplo em sensores de qualidade da água instalados em locais de difícil acesso, que precisam de funcionar de forma autónoma durante longos períodos.
A equipa já testou o conceito num caso concreto, através de uma biocélula que alimenta continuamente sensores que medem luz, temperatura e humidade do solo à volta de uma planta em vaso, com os dados a serem consultados numa aplicação móvel.
O que vem a seguir
O projeto está agora a ser desenvolvido comercialmente através da startup e-Pho, criada pela própria equipa, que já está em conversações com potenciais clientes.
Paralelamente, os investigadores continuam a tentar aumentar a voltagem, a corrente e a densidade de potência das biocélulas, de forma a poderem alimentar, no futuro, dispositivos maiores.
Se o conceito continuar a evoluir ao ritmo dos últimos anos, pode estar para breve uma alternativa genuinamente sustentável às pilhas descartáveis que usamos no dia a dia.
