Cientistas descobrem enzima artificial que é promessa significativa para desenvolvimento de um novo tipo de energia renovável além da solar, eólica e biomassa
Lignina lenhosa na forma purificada. Crédito: Andrea Starr | Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico
Cientistas descobriram uma nova espécie de enzima artificial que pode “mastigar” a lignina, um polímero resistente que ajuda as plantas lenhosas a manterem suas formas e também contribui com o armazenamento de um tremendo potencial para materiais e energia renovável, indo além da energia solar, biomassa e eólica.
A descoberta veio de cientistas da Washington State University e do Pacific Northwest National Laboratory do Departamento de Energia que mostraram que sua nova enzima conseguiu digerir a lignina, que resistiu a tentativas anteriores de desenvolvê-la em uma fonte de energia economicamente útil.
Lignina poderá contribuir com a sustentabilidade
A lignina, que é a segunda fonte de carbono sustentável mais abundante do mundo, é desperdiçada principalmente como fonte de combustível.
Quando a madeira é queimada para cozinhar, a lignina libera subprodutos que ajudam a dar um sabor defumado aos alimentos. Mas a queima libera todo esse carbono para a atmosfera e não captura para outros usos.
De acordo com Xiao Zhang, autor correspondente do artigo, a descoberta se mostrou promissora na degradação da lignina real, o que é considerado um grande avanço para a geração de energia renovável além de energia solar, eólica e biomassa.
Segundo o autor, há uma oportunidade de desenvolver uma nova classe de catalisadores e realmente abordar as limitações dos catalisadores químicos e biológicos.
É importante ressaltar que a lignina está em todas as plantas vasculares, onde forma paredes celulares e gera rigidez às plantas. Este material também permite que as árvores fiquem em pé, dando firmeza aos vegetais e gerando um peso de 20 a 35% maior à madeira.
Por este material ficar amarelo quando exposto ao ar, a indústria de produtos de madeira remove como parte do processo de produção de papel fino. Quando removido, muitas vezes o material é queimado de forma eficiente para a produção de combustível ou energia renovável, tendo uma ótima eficiência assim como a energia solar, eólica ou biomassa.
Enzimas da Lignina oferecem um maior benefício à natureza
Os cientistas falharam por mais de um século para gerarem produtos valiosos a partir da lignina e esse longo histórico de frustração pode está prestes a mudar.
De acordo com um dos cientistas do Pacific Northwest Laboratory, Chun-Long Chen, esta é a primeira enzima mimética da natureza que sabemos que é capaz de digerir a lignina com uma maior eficiência para a produção de compostos que podem ser utilizados como fonte para a geração de energia renovável, indo além da energia solar, eólica ou biomassa.
Na natureza, bactérias e fungos são capazes de quebrar a lignina com suas enzimas, que é como um tronco cheio de cogumelos que se decompõe na floresta. As enzimas são muito mais benéficas ao meio ambiente, entretanto, as naturais se degradam com o tempo, o que as torna difíceis de usar em um processo industrial.
Cientistas enfrentam vários desafios na produção da nova energia renovável
De acordo com Zhang, é muito complicado produzir estas enzimas por meio de microorganismos em uma quantidade significativa para uso prático. Sendo assim, quando este material é isolado, ficam muito frágeis e instáveis.
Entretanto, estas enzimas oferecem uma grande oportunidade para inspirar modelos que copiam seu design básico.
Apesar dos cientistas não terem aproveitado as enzimas naturais ao longo de anos de estudo, aprenderam muito sobre seu funcionamento. Zhang descreve os desafios e barreiras para uso dessas enzimas degradantes de lignina em um artigo de revisão recente da equipe de pesquisa.
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