Bio-bateria gera Energia a partir de Açúcar

Bateria de açúcar.   

A bio-bateria é alimentada por uma solução contendo 0,4 M de glucose em 1 M de fosfato de sódio. [Imagem: Sony]

A Sony apresentou hoje o protótipo de uma bateria que gera eletricidade a partir do açúcar.

Utilizando enzimas como catalisador, este é mais um desenvolvimento no nascente campo das bio-baterias, que já incluem biogeradores capazes de produzir energia a partir do corpo humano e até a partir do xixi.

Bio-baterias

Uma bateria capaz de gerar energia a partir do açúcar não é uma mera curiosidade científica. Os açúcares são fontes de energia naturais, produzidos pelas plantas por meio da fotossíntese. Isso significa que, mais do que renováveis, eles são naturalmente regenerativos e disponíveis na maior parte da superfície do planeta.

Como as demais bio-baterias, esta que agora foi apresentada pela Sony também encontra-se em um estágio preliminar de desenvolvimento. Mas a capacidade de gerar até 50 mW por célula a partir de uma bateria passiva é realmente um feito digno de nota. Um conjunto de quatro células é capaz de alimentar um tocador de MP3.

Uma bateria passiva é um sistema de geração de eletricidade no qual o eletrólito, a substância responsável pela reação que gera a energia, é absorvido nos eletrodos por meio de um processo de difusão natural.

Gerar eletricidade com açúcar

A bio-bateria capaz de gerar eletricidade a partir do açúcar possui um anodo composto por enzimas capazes de digerir o açúcar e por um mediador, um material capaz de transportar os elétrons. O catodo é formado por enzimas redutoras de oxigênio e pelo mesmo material mediador. O catodo e o anodo são separados por uma folha de papel celofane.

Um elemento chave para o sucesso da fabricação da bio-bateria foi um mecanismo capaz de fixar as enzimas e os mediadores no eletrodos. A tecnologia desenvolvida utiliza dois polímeros, cada um com cargas opostas. A interação eletrostática dos dois polímeros segura as enzimas sem afetar sua atividade.

Reação eletroquímica

O funcionamento da bio-bateria baseia-se em uma reação eletroquímica que utiliza a glucose (açúcar) como combustível. O anodo retira elétrons e íons de hidrogênio do açúcar por meio de uma oxidação enzimática:

Glucose -> Gluconolactona + 2 H+ + 2 e-

Os íons de hidrogênio migram para o catodo passando através do separador de celofane. Quando chegam ao catodo, os íons de hidrogênio e os elétrons absorvem oxigênio do ar e produzem água:

(1/2) O2 + 2 H+ + 2 e- -> H₂O

A bio-bateria é alimentada por uma solução contendo 0,4 M de glucose em 1 M de fosfato de sódio. A tensão máxima gerada atinge 0,8 V, com uma corrente de 1,5 mW/cm² alcançada 1 minuto depois da injeção da solução de glucose.