Esta bateria movida a algas mantém um relógio funcionando há mais de cinco anos

Quando a bio-designer Lucia Giron estava de férias com a família em uma ilha na costa da Carolina do Norte, nos EUA, uma tempestade tropical inundou a praia e deixou pequenas poças de água na areia.

“Lembro de ir ao mar à noite e, quando pisávamos nas pequenas poças, elas brilhavam sob nossos pés. Conforme as ondas chegavam, havia também uma espécie de brilho”, conta Giron. “Aquilo sempre ficou comigo como uma memória, um daqueles momentos em que você fica maravilhado diante de um fenômeno natural.”

Na época, ela não sabia, mas a fonte da bioluminescência era uma bactéria específica presente na água. A observação na praia despertou seu interesse pela maneira como o design (área que ela estudava naquele momento) poderia interagir com a biologia.

A experiência inspirou um de seus projetos mais recentes: uma bateria alimentada por algas que oferece uma alternativa mais sustentável às pilhas alcalinas convencionais.

A bateria parece saída de um filme de ficção científica. Uma câmara de acrílico transparente envolta por uma estrutura metálica abriga cianobactérias aquáticas, às vezes chamadas de algas verde-azuladas. Compacta, a câmara cabe na palma da mão.

Seu formato permite a entrada de luz para que os organismos realizem fotossíntese e, ao mesmo tempo, permite que os usuários observem o processo. A bateria tem potência suficiente para alimentar um relógio digital e um sensor de temperatura.

TECNOLOGIA APROVEITA PROCESSO NATURAL

O projeto começou com o pesquisador de Cambridge Paolo Bombelli, que, ao lado do professor Chris Howe, conduzia pesquisas sobre biofotovoltaica, uma tecnologia de energia limpa que extrai eletricidade da fotossíntese.

Bombelli e Howe já tinham um protótipo funcional que, na época, se parecia mais com tubos de ensaio. Por isso, eles convidaram Giron e o engenheiro elétrico Lifu Tan para ajudar a transformar a tecnologia em um produto de consumo atraente.

A bateria aproveita os elétrons excedentes liberados durante o processo de fotossíntese das algas e os captura por meio de materiais condutores. Como a tecnologia utiliza um processo natural de um organismo, mas não extrai toda a energia produzida, permite que as algas continuem vivas.

Se o conceito funcionar, poderá resultar em baterias infinitamente recarregáveis e livres de substâncias químicas tóxicas. Mas o desafio de design é grande.

Giron e sua equipe não estão apenas desenvolvendo uma bateria funcional, mas também criando um ambiente no qual um organismo possa sobreviver e prosperar. E isso trouxe obstáculos importantes.

Existe um equilíbrio delicado na hora de extrair energia de plantas. Diferentemente das células fotovoltaicas, que precisam de grandes quantidades de luz solar, a exposição excessiva ao sol pode prejudicar o organismo.

“Você pode acabar matando o organismo sem querer ao colocá-lo sob luz solar direta e intensa, da mesma forma que faria com um painel solar”, afirma Giron. Além disso, a equipe precisou encontrar materiais que permitissem às algas absorver dióxido de carbono e liberar oxigênio, mas que impedissem a evaporação.

FONTE DE ENERGIA LIMPA E RENOVÁVEL

A estética também era importante. A estrutura metálica ao redor da câmara transparente de acrílico apresenta um padrão de folhas, dando à bateria uma aparência própria que faz referência aos seus elementos biológicos.

Até agora, o experimento foi bem-sucedido: um dos protótipos anteriores está funcionando há mais de cinco anos.

A equipe continua desenvolvendo a tecnologia para transformá-la em um produto real. Para isso, pesquisa maneiras de aumentar a tensão, a corrente e a densidade de potência, de modo que a bateria possa alimentar eletrônicos maiores com confiabilidade.

O potencial da tecnologia parece superar suas limitações. As baterias não apenas podem funcionar bem em ambientes sem outras fontes de energia – por exemplo, espaços internos com luz difusa ou debaixo d’água –, como sua disseminação poderia abrir caminho para um futuro mais sustentável.

“Nossa tecnologia poderia substituir milhões de pequenas baterias descartáveis por uma fonte de energia muito mais limpa”, afirmou Howe em um blog da Universidade de Cambridge. “Isso representa um enorme benefício ambiental e é uma perspectiva realmente empolgante.”