Bactérias produzem novo combustível super eficiente - até para foguetes

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/07/2022

O novo tipo de combustível poderá ser usado em todos os tipos de veículos, incluindo foguetes.
[Imagem: Jenny Nuss/Berkeley Lab]

Biocombustível para foguetes

A conversão do petróleo extraído do subsolo em combustíveis envolve uma química inventada no século XIX. Enquanto isso, as bactérias produzem moléculas de energia a partir do mesmo carbono há bilhões de anos.

Qual dessas duas rotas você acha que é a melhor para se obter o combustível mais eficiente?

Foi com esta questão em mente que pesquisadores da Dinamarca e dos EUA começaram a estudar os talentos químicos da bactéria Streptomyces.

O resultado não poderia ser melhor: O biocombustível feito pelo micróbio, além de totalmente novo, apresentou uma densidade de energia maior do que os combustíveis mais avançados usados hoje, incluindo os combustíveis de foguetes usados pela NASA.

"Nós pesquisamos em milhares de genomas por caminhos que naturalmente fazem o que precisávamos. Dessa forma, evitamos a engenharia que pode ou não funcionar e usamos a melhor solução da natureza," disse Pablo Cruz-Morales, da Universidade Técnica da Dinamarca.

A bactéria não é muito produtiva em seu estado natural, mas isso poderá ser resolvido com alguma engenharia genética. O importante, segundo a equipe, é que os ácidos graxos que ela produz contêm até sete anéis de ciclopropano encadeados em uma espinha dorsal de carbono.

Em um processo semelhante ao da produção de biodiesel, essas moléculas requerem apenas uma etapa adicional de processamento químico antes de poderem servir como combustível - elas foram batizadas de fuelimicinas, do inglês fuel, combustível.

O potencial energético desse biocombustível (eixo vertical) supera tudo o que se conhece.
[Imagem: Pablo Cruz-Morales et al. - 10.1016/j.joule.2022.05.011]

Biocombustível puro

O incrível potencial energético dessas moléculas candidatas a combustível vem da química fundamental de suas estruturas - os pesquisadores as chamam de POP-FAMEs, sigla em inglês para ésteres metílicos de ácidos graxos policilcopropanos.

São moléculas policilcopropanadas, o que significa que elas contêm vários anéis de três carbonos em forma de triângulo, que forçam cada ligação carbono-carbono em um ângulo agudo de 60 graus. A energia potencial nessa ligação tensionada se traduz em mais energia para combustão do que pode ser alcançada com as estruturas de anel maiores ou cadeias carbono-carbono normalmente encontradas nos combustíveis tradicionais.

Além disso, essas estruturas permitem que as moléculas de combustível se agrupem em um pequeno volume, aumentando a massa - e, portanto, a energia total - de combustível contido em um determinado tanque.

Se for fabricado inteiramente pela via usada pelas bactérias, o combustível será "puro", no sentido de ser formado por um único tipo de molécula - ao contrário da gasolina, por exemplo, que é composta por inúmeras moléculas diferentes.

Os primeiros testes de fato foram entusiasmantes, mas provar que o biocombustível de origem bacteriana é melhor que os combustíveis de foguete terá que esperar um pouco, pelo menos até que a equipe consiga aumentar a produtividade das bactérias. "Você precisa de 10 quilogramas de combustível para fazer um teste em um motor de foguete real, e ainda não chegamos lá," contou Cruz-Morales.

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