Moléculas orgânicas super complexas são encontradas no espaço

Fonte: Site Inovação Tecnológica

Moléculas orgânicas no espaço

Cientistas conseguiram identificar uma das moléculas orgânicas mais complexas já encontradas no material entre as estrelas, o chamado meio interestelar.

A descoberta do antraceno no espaço profundo pode ajudar a resolver um mistério astrofísico que desafia os cientistas há décadas - como as moléculas orgânicas podem surgir no espaço.

O antraceno é uma molécula formada por três anéis hexagonais de carbono, circundados por átomos de hidrogênio.

A descoberta foi feita por uma equipe de cientistas do Instituto de Astrofísica das Canárias, na Espanha, e da Universidade do Texas, nos Estados Unidos.

Química pré-biótica

"Nós detectamos a presença de moléculas de antraceno em uma nuvem densa na direção da estrela Cernis 52, na constelação de Perseu, a cerca de 700 anos-luz do Sol," conta Susana Iglesias Groth, coordenadora do estudo.

Segundo Susana, o próximo passo é investigar a presença de aminoácidos no meio interestelar.

Moléculas como o antraceno são pré-bióticas, o que significa que, quando elas são submetidas à radiação ultravioleta e combinadas com água e amônia, podem produzir aminoácidos e outros componentes essenciais para o desenvolvimento da vida.

"Dois anos atrás", conta a pesquisadora, "encontramos a prova da existência de uma outra molécula orgânica, o naftaleno, no mesmo lugar. Então tudo indica que nós descobrimos uma região de formação estelar rica em química pré-biótica."

Anti-inflamatório

A nova descoberta sugere que uma boa parte dos componentes-chave na química pré-biótica terrestre podem estar presentes na matéria interestelar.

Até agora, o antraceno havia sido detectado apenas em meteoritos - nunca no meio interestelar.

Formas oxidadas dessa molécula são comuns em sistemas vivos e são bioquimicamente ativas. Na Terra, o antraceno oxidado é um componente básico da planta aloé, com propriedades anti-inflamatórias.

Bandas espectrais

Desde a década de 1980, centenas de bandas encontradas no espectro do meio interestelar - conhecidas como bandas espectrais difusas - têm sido associadas com a matéria interestelar, mas sua origem não havia sido identificada até agora.

A nova descoberta indica que elas podem se originar de formas moleculares baseadas em antraceno ou em naftaleno. Como elas estão largamente distribuídas no espaço interestelar, podem ter desempenhado um papel fundamental na produção de muitas das moléculas orgânicas presentes no momento da formação, por exemplo, do Sistema Solar.

Bibliografia:
Anthracene cations toward the Perseus molecular complex
S. Iglesias-Groth, A. Manchado, R. Rebolo, J. I. Gonzalez Hernandez, D. A. Garcia-Hernandez, D.L. Lambert
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
21 June 2010
Vol.: In press
http://arxiv.org/abs/1005.4388

Alquimia subterrânea transforma mina de carvão em mina de hidrogênio

Fonte: Site Inovação Tecnológica

Será possível transformar uma mina daquele que é considerado o mais sujo dos combustíveis fósseis, o carvão, diretamente em uma fonte daquele que é considerado o combustível do futuro, o hidrogênio?

É exatamente isto que um grupo de cientistas poloneses está testando: transformar uma mina de carvão em uma mina de hidrogênio.

Mineração de hidrogênio

Em uma área de mineração de carvão na região de Katowice, no sul da Polônia, a equipe está usando uma mina de carvão para avaliar experimentalmente um método alternativo para a produção de energia limpa.

Na teoria e no laboratório, introduzir vapor e oxigênio diretamente no carvão resulta na produção de hidrogênio. O que os cientistas estão tentando verificar é se a técnica é viável em larga escala e, sobretudo, se ela é segura.

O hidrogênio pode ser utilizado para alimentar turbinas a gás, caldeiras e células a combustível. Mas a sua produção nas profundezas das minas de carvão é, ao menos nesta fase experimental, complexa e arriscada.

Alquimia subterrânea

O processo começa com um tanque de oxigênio líquido, colocado na entrada da mina. De lá, o gás liquefeito desce por tubulações até uma piscina localizada nas galerias da mina de carvão, onde ele se expande e se evapora já na forma de gás.

Válvulas de controle guiam o oxigênio através de outras tubulações no interior da mina, levando-o diretamente para os depósitos de carvão, onde começa o processo de gaseificação.

Há três tipos de gaseificação de carvão: a gaseificação com dióxido de carbono produz um gás com alto teor de monóxido de carbono; a gaseificação com vapor gera um gás rico em hidrogênio; mas a gaseificação com hidrogênio irá produzir um gás com alto teor de metano.

Ou seja, a produção de hidrogênio por esta técnica pode ser perigosa e requer um alto nível de controle para evitar explosões. Não apenas o hidrogênio e o metano, mas vários outros gases que são produzidos durante o processo de gaseificação, são explosivos ou tóxicos.

Geo-reator

Para estudar os riscos, e tentar eliminá-los, os cientistas construíram primeiro um geo-reator, um equipamento de 10 metros de largura, 15 metros de comprimento e com paredes de 1,5 metro, onde o processo foi testado experimentalmente antes de ser levado para a mina.

No subsolo, o experimento está sendo cuidadosamente monitorado com sensores e câmeras, capazes de detectar instantaneamente qualquer irregularidade, como elevações repentinas de temperatura, pressão, ou vazamentos.

O monitoramento também é feito a partir da superfície, fora da mina, por geólogos e químicos. Os pesquisadores querem ter certeza de que o gás produzido não vaza através de camadas de solo poroso. Um radar é utilizado para verificar a ocorrência de alterações estruturais na mina subterrânea.

Cerca de 50 kg de carvão estão sendo gaseificados por hora, até agora sem quaisquer vestígios de vazamento.

Passivos ambientais

Os cientistas estão recolhendo amostras e fazendo análises do hidrogênio e os outros gases resultantes da reação. Eles estão usando uma técnica chamada cromatografia para identificar os vários componentes dos gases: dióxido de carbono, monóxido de carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e alguns poluentes, como compostos de enxofre, por exemplo.

O plano agora é focar os esforços em melhorias visando aumentar a taxa de produção de hidrogênio e diminuição dos níveis de gases perigosos.

A gaseificação tem a grande vantagem de dar uma utilização para pequenos depósitos de carvão ou minas exauridas, que são tradicionalmente deixados de lado por não serem viáveis economicamente, geralmente representando passivos ambientais.

Sociedade do Lítio: da água do mar ao hidrogênio

Fonte: Inovação Tecnológica

Cientistas japoneses descobriram uma forma de armazenar quimicamente a luz do Sol e depois utilizá-la para quebrar as moléculas de água e produzir hidrogênio de uma forma limpa e sustentável.

Embora estejam sendo feitos progressos nas células a combustível, uma espécie de gerador capaz de produzir eletricidade a partir do hidrogênio ou etanol, gerando apenas água como subproduto, a produção do hidrogênio ainda é um gargalo a ser vencido caso se queira que o gás torne-se algum dia o combustível do presente.

Até lá, o hidrogênio permanecerá como um combustível do futuro.

Rota química

Agora, a equipe do professor Haoshen Zhou, do Instituto de Pesquisas em Tecnologias Energéticas, do Japão, descobriu como usar uma rota química para produzir hidrogênio.

E, o que parece ser ainda mais vantajoso, o novo processo não gera apenas o gás, mas também produz eletricidade.

Os cientistas usaram o mesmo processo que já espantou milhões de estudantes ao redor do mundo, no qual o professor de química demonstra a violenta reação entre o sódio e a água, na qual o sódio é reduzido.

Hidrogênio e eletricidade

Os metais que demonstram esse comportamento são os chamados metais alcalinos, um grupo que inclui também o potássio, o césio, e o lítio - o mesmo lítio das baterias recarregáveis.

O que a equipe do Dr. Zhou fez foi controlar a reação entre o lítio e a água, mantendo-a no interior de um sistema fechado.

No processo controlado, dois objetivos podem ser atingidos simultaneamente: a reação química gera hidrogênio e ainda produz uma corrente elétrica que pode ser aproveitada.

Célula de combustível

O processo funciona em uma espécie de célula de combustível fechada, composta por dois compartimentos separados por uma membrana: um compartimento contém uma solução de lítio (anodo) em um solvente orgânico, enquanto o outro contém uma solução aquosa com um eletrólito (catodo).

A oxidação do lítio gera elétrons, que fluem do anodo para o catodo, produzindo uma corrente elétrica.

Quando os elétrons chegam ao catodo, eles reduzem a água, quebrando a molécula para produzir oxigênio e hidrogênio. O controle da corrente elétrica que flui ao longo da célula também controla a taxa de geração do hidrogênio.

Armazenando a luz do Sol

Outro aspecto atrativo desta tecnologia é que o lítio metálico pode ser produzido a partir de soluções salinas (por exemplo, água do mar), usando a luz solar.

Em outras palavras, a energia do Sol pode ser "armazenada" no metal, e usada quando necessário na reação do lítio no interior da célula de combustível.

Recarregar essa "bateria" seria uma questão de substituir a célula de lítio metálico - para comparação, veja outra tecnologia que permite "completar a bateria" na reportagem Baterias poderão ser reabastecidas com carga.

Sociedade do lítio

"O lítio, que já é largamente utilizado nas baterias de íons de lítio, e também será usado no futuro nas células de combustível de ar-lítio e neste novo sistema de célula lítio-água/hidrogênio/combustível, poderá levar a humanidade a uma 'sociedade do lítio' totalmente sustentável, baseada em redes inteligentes de produção de energia a partir do lítio," vislumbra o Dr. Zhou.

Vários grupos de pesquisadores ao redor do mundo trabalham na utilização da luz do Sol para produzir eletricidade limpa e hidrogênio. A maioria dos esforços até agora se concentrava nos processos conhecidos como fotossíntese artificial.

Esta é a primeira vez que se demonstra que o lítio pode ser a base para a produção totalmente sustentável de energia.

Bibliografia:
Controllable Hydrogen Generation from Water
Yonggang Wang, Huiqiao Li, Ping He, Haoshen Zhou
ChemSusChem
Vol.: 3 Issue 5, Pages 571 - 574
DOI: 10.1002/cssc.201000049