A hemoglobina é uma proteína presente nos glóbulos vermelhos que transporta oxigênio dos pulmões para os tecidos do corpo. Ela é essencial para a vida. E se a hemoglobina também pudesse ser usada em dispositivos como baterias de zinco-ar, onde o oxigênio é fundamental? Cientistas desenvolveram a primeira bateria utilizando hemoglobina, que apresenta diversas vantagens e pode funcionar por cerca de 20 a 30 dias.
Pesquisadores do Instituto Químico de Energia e Meio Ambiente da Universidade de Córdoba criaram com sucesso a primeira bateria biocompatível do mundo utilizando hemoglobina , que não é prejudicial ao organismo. Isso permite reações eletroquímicas, com autonomia de cerca de 20 a 30 dias. Essa bateria revolucionária aproveita o poder da hemoglobina na reação eletroquímica, convertendo energia química em eletricidade.
Manuel Cano Luna , pesquisador da UCO, explica: “Para ser um bom catalisador na reação de redução de oxigênio, o catalisador deve ter duas propriedades: precisa absorver moléculas de oxigênio rapidamente e formar moléculas de água com relativa facilidade. E a hemoglobina atendeu a esses requisitos.”
A equipe é composta pelos seguintes membros:
- Os grupos de Química Física (FQM-204) e Química Inorgânica (FQM-175) da Universidade de Córdoba (UCO)
- Uma equipe do Universidade Politécnica de Cartagena
A equipe de Cartagena tem como objetivo verificar e desenvolver as propriedades promissoras da hemoglobina para o processo redox de geração de energia. Essa iniciativa surgiu de um estudo da Universidade de Oxford e de um projeto de conclusão de curso da UCO, que demonstrou o potencial da hemoglobina nesse tipo de sistema.
O novo estudo sugere opções de baterias para a crescente demanda por dispositivos móveis e o uso crescente de energias renováveis. Isso é importante porque as baterias de íons de lítio atuais enfrentam problemas de escassez de lítio e impacto ambiental.
Funcionamento da bateria de hemoglobina
As baterias de zinco-ar são a alternativa mais sustentável às baterias de íon-lítio atualmente utilizadas. Nessas baterias recém-desenvolvidas, a hemoglobina funcionaria como catalisador.
- Esta vontade facilitar a reação eletroquímica, Reação de redução de oxigênio (ORR).
- Isso faz com que o ar entre na bateria para reduzir o oxigênio e se transformar em água no cátodo ou polo positivo da bateria.
- Assim, são liberados elétrons que passam para o polo negativo ou ânodo da bateria. É aqui que ocorre a oxidação do zinco.
Durante esse processo, a equipe conseguiu alcançar a funcionalidade de seu protótipo de bateria biocompatível com apenas 0.165 miligramas de hemoglobina, mantendo a energia por 20 a 30 dias.
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Prós da bateria de hemoglobina de zinco-ar
O protótipo de bateria que eles desenvolveram demonstra não apenas um forte desempenho, mas também outras vantagens significativas.
- As baterias de zinco-ar são mais durávele pode lidar com condições climáticas adversas, ao contrário de outras baterias que são afetadas pela umidade e precisam de ambientes especiais de fabricação.
- Além disso, Cano Luna destaca que o uso da hemoglobina como catalisador biocompatível apresenta grande potencial para a integração deste tipo de bateria em dispositivos médicos como marcapassos.
A bateria funciona a um pH de 7.4, semelhante ao pH do sangue. Proteína animal (hemoglobina) também pode ser usada, pois é encontrada na maioria dos mamíferos.
Cientistas desenvolveram a primeira bateria utilizando hemoglobina, mas ainda há espaço para melhorias. Sua principal desvantagem reside no fato de ser uma bateria primária, capaz apenas de descarregar energia elétrica e não recarregável. Contudo, a equipe já está tomando as medidas necessárias para encontrar outra proteína biológica capaz de converter água em oxigênio, o que permitiria a recarga da bateria. Além disso, é importante ressaltar que essas baterias necessitariam da presença de oxigênio para funcionar, tornando-as inadequadas para uso no espaço.
Fonte : Bateria de zinco-ar à base de hemoglobina humana em eletrólito neutro
