A conversão eletrocatalítica de CO2 pode ser usada para armazenar energia renovável na forma de combustíveis ou outros produtos químicos, enquanto usando um gás de efeito estufa como matéria-prima. Metais e micro-organismos podem catalisar essa reação. Os metais exibem altas taxas de reação, mas muitas vezes se desativam rapidamente e produzem cadeias de carbono curtas. Na eletrossíntese microbiana, os microrganismos têm uma fase de latência, mas são autorreplicantes, podem operar por meses e produzir longas cadeias de carbono.
Assim, metais e microrganismos podem se complementar se combinados. Os metais podem produzir intermediários em altas taxas, que podem ser posteriormente convertidos pelos microrganismos em produtos finais de cadeia mais longa. O consumo de intermediários pode melhorar cineticamente a reação catalisada por metal. No entanto, a combinação desses dois componentes pode resultar em incrustação biológica do catalisador de metal ou toxicidade do metal para os microrganismos.
J. Harry Bitter, David PBTB Strik, Wageningen University & Research, Países Baixos, e colegas investigaram a combinação de um eletrocatalisador de cobre e micro-organismos em um reator para conversão de CO2 conversão. Para separar os efeitos dos componentes, a equipe realizou quatro tipos de experimentos eletroquímicos: eletrossíntese abiótica de cobre sem micro-organismos, eletrossíntese microbiana com eletrodos de cobre, eletrossíntese de cobre na presença de microrganismos desativados e eletrossíntese microbiana com eletrodos de cobre em reatores com biocatalisador pré-crescido em um eletrodo de feltro de grafite. A equipe usou óxido de cobre (CuOx) ou eletrodos de folha de cobre, junto com uma mistura de micro-organismos de uma comunidade microbiana madura em um biorreator “pai”. A equipe descobriu que ambos os catalisadores pareciam ativos após a combinação em um reator. Apesar de suas propriedades antimicrobianas, o cobre permitiu a formação de um biofilme na superfície do eletrodo. O metanoato foi produzido a partir do CO2 promovido pelo eletrocatalisador de cobre. Os microrganismos consumiram CO2 e metanoato, produzindo acetato como produto final. Desta forma, o cobre é um catalisador promissor para se combinar com microrganismos.
- Catalytic Cooperation between a Copper Oxide Electrocatalyst and a Microbial Community for Microbial Electrosynthesis,
Konstantina-Roxani Chatzipanagiotou, Virangni Soekhoe, Ludovic Jourdin, Cees J. N. Buisman, J. Harry Bitter, David P. B. T. B. Strik,
ChemPlusChem 2021.
https://doi.org/10.1002/cplu.202100119
Texto traduzido por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisholzle@unipampa.edu.br ). A tradução do original ‘Microorganisms and Copper Work Together in the Conversion of CO2´ foi gentilmente autorizada pelos detentores dos direitos (Wiley-VCH GmbH – ChemistryViews.org).
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- Autor: Scott Williams
- Data de publicação: 30 Maio 2021
- Copyright: Wiley-VCH GmbH
É um estudo elegante mas requer dedicação aos desafios da técnica, tais como o acima apontado :”No entanto, a combinação desses dois componentes pode resultar em incrustação biológica do catalisador de metal ou toxicidade do metal para os microrganismos.” Pode ser promissora como alternativa para se obter precursores orgânicos de reações sem a necessidade de explorar recursos naturais não renováveis: “Os microrganismos consumiram CO2 e metanoato, produzindo acetato como produto final. ” Legal! Boa sorte!