Biocélulas de algas podem substituir as baterias de aparelhos

A bio-designer Lucia Giron trabalhou com o Departamento de Bioquímica da Universidade de Cambridge para desenvolver protótipos de uma alternativa de bateria à base de algas – biocélulas de algas – que aproveita o poder da fotossíntese para gerar eletricidade.

A Universidade de Cambridge é uma das pioneiras em biofotovoltaica, que funciona como painéis solares biológicos, convertendo luz em corrente elétrica por meio dos processos naturais de microrganismos vivos.

Nas “biocélulas” da equipe de Cambridge, os microrganismos são cianobactérias, também conhecidas como algas verde-azuladas, e a eletricidade é gerada continuamente enquanto elas realizam a fotossíntese, captando a energia da luz solar e alimentando-se de dióxido de carbono para crescer.

Os pesquisadores acreditam que essas biocélulas de baixa potência poderão, no futuro, eliminar a necessidade das pequenas baterias químicas que alimentam muitos dispositivos do cotidiano – como controles remotos e detectores de fumaça – causadores de danos ecológicos por meio de sua extração e descarte.

“Nossa tecnologia poderia substituir milhões de baterias descartáveis pequenas por uma fonte de energia muito mais limpa, o que é um enorme benefício ambiental e uma perspectiva realmente empolgante”, disse Chris Howe, professor da Universidade de Cambridge.

Nos últimos dois anos e meio, Howe e sua equipe vêm trabalhando com Lucia Giron, cujo mestrado em biodesign foi concluído em 2023 na escola londrina Central Saint Martins. Junto com o engenheiro Lifu Tan, ela tem ajudado os cientistas a transformar sua pesquisa em protótipos que demonstram a tecnologia em ação.

Suas criações incluem uma célula demonstrativa – que apresenta a tecnologia em um pacote compacto, atraente e reconhecível –, além de um rádio-relógio e um sensor de temperatura alimentados por painéis biofotovoltaicos (BPV).

A célula demonstrativa foi projetada para comunicar a um novo público o que é a biofotovoltaica, disse Giron, ao mesmo tempo atendendo às necessidades das algas.

“Uma das tensões interessantes ao projetar uma biocélula é que você está tentando criar algo que se comporte como um pedaço de tecnologia e, ao mesmo tempo, acomodar um organismo vivo”, afirmou ela. “Em outras palavras, é projetar as condições para que o organismo interaja com o dispositivo”.

Nesse contexto, as algas contidas na biocélula ficam expostas dentro de um invólucro transparente, que cumpre um propósito duplo: função e estética.

“As algas precisam de acesso à luz para realizar a fotossíntese”, disse Giron. “A transparência [também] permite que as pessoas vejam o sistema vivo dentro [do dispositivo], o qual espera-se que crie uma sensação de curiosidade e conexão com o processo que ocorre dentro da célula”.

Uma membrana especial semipermeável permite que haja uma troca de gases e evite a evaporação, já que o eletrodo interno tem uma estrutura filamentosa e oferece uma superfície texturizada para as algas se integrarem, permitindo que as partes biológica e elétrica do sistema interajam mais de perto.

Design das biocélulas de algas

O desenho decorativo na placa frontal, que sugere veias de folha, serve como um símbolo facilmente reconhecível da fotossíntese. Essa placa frontal pode ser removida e o sistema desmontado, de modo que seus componentes possam ser reutilizados ou reciclados.

As algas não são prejudicadas na criação ou no uso da célula e continuam produzindo eletricidade durante toda a sua vida. No laboratório dos cientistas de Cambridge, isso já dura seis anos – e continua.

O mesmo ocorre com os dois painéis BPV: um em forma de disco, que Giron e a equipe projetaram para conectar a um sensor de temperatura, e uma placa retangular que se encaixa na parte superior de um rádio-relógio. Eles mostram como a tecnologia pode funcionar em nosso cotidiano.

Atualmente, os painéis BPV são muito maiores do que as baterias descartáveis padrão, igualando ou até superando o tamanho dos dispositivos demonstrativos que alimentam. Mas provavelmente ficarão menores à medida que os cientistas comercializem essa tecnologia por meio de sua nova empresa resultante: a e-Pho.

“Acho que provavelmente há duas direções para as quais essa tecnologia pode seguir”, disse Giron. “Definitivamente, há potencial para que os sistemas se tornem mais compactos à medida que continuamos a entendê-los e otimizá-los, mas também acho que há algo interessante em não esconder a tecnologia”.

“As biocélulas de algas dependem de um processo vivo, então elas precisam de acesso à luz (seja luz solar ou luz interna), o que significa que podem sempre ter uma relação um pouco diferente com os espaços que ocupam”, continuou ela.

“Muitas das tecnologias de energia com as quais interagimos todos os dias são projetadas para serem invisíveis, mas, com as biocélulas, parte da oportunidade é que elas tornam a produção de energia mais visível e criam uma relação entre as pessoas e os sistemas vivos que a geram”.

Tamanho e portabilidade serão cruciais para alguns usos, mas, para contextos como a educação, os espaços públicos e a arquitetura, “ajudar as pessoas a entender como [a energia] é produzida pode realmente fazer parte de seu valor”, argumentou Giron.

Outras aparições recentes de cianobactérias no design incluem o pavilhão canadense da Bienal de Arquitetura de Veneza de 2025, em que  os microrganismos revestiram uma estrutura em treliça para sequestrar o carbono, e na escultura Invisible Worlds, do Studio Swine, que celebrou seu status como os primeiros fotossintetizadores no mundo a produzirem o oxigênio.

Fonte: Dezeen

Este texto foi traduzido diretamente do artigo original publicado em inglês por Rima Sabina Aouf no site da Dezeen, a qual detém os direitos autorais sobre o mesmo e proíbe que ele seja reproduzido a partir do site da Sustenare News. Caso deseje republicar algum artigo da Dezeen, por favor, leia os termos dos direitos autorais da empresa.

Jornalista freelance baseada em Londres e especializada em design, tecnologia, inovação e sustentabilidade. Editora colaboradora na Dezeen. Como ilustradora e artista de quadrinhos, ganhou o Prêmio Laydeez Do Comics pelo seu trabalho em andamento de graphic novel, Yugo. Possui diplomas em direito, história e artes midiáticas.