Bateria subterrânea pode armazenar energia e CO2

Bateria subterrânea pode armazenar energia e CO2: Juntar o armazenamento de energia renovável com o sequestro de carbono parece ser bom demais para ser verdade.

Bateria subterrânea

Incorporar em um único sistema o sequestro de CO2 e oarmazenamento de energia renovável parece ser bom demais para ser verdade, mas é o que está propondo a equipe do professor Thomas Buscheck, do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, nos EUA.

"Se você quer armazenar as grandes quantidades de energia renovável necessárias para equilibrar os desajustes entre oferta e demanda, e armazená-la de forma eficiente, acreditamos que a melhor maneira de fazer isso é no subsolo. Acreditamos que esta é uma maneira de baixo custo para armazenar a energia o tempo suficiente para que possa ser usada mais tarde," afirmou ele.

A ideia consiste em direcionar a energia capturada por fontes solares e eólicas para um sistema subterrâneo de energia geotérmica artificial, que funcionaria como uma enorme bateria subterrânea. Ao mesmo tempo, o sistema armazenaria o CO2 liberado por usinas termelétricas que funcionam com base em combustíveis fósseis.

Salmoura

O sistema prevê a injeção de CO2 liquefeito em reservatórios subterrâneos situados em rochas sedimentares, que são altamente porosas, criando um ambiente pressurizado que empurraria a salmoura presente nessas rochas até poços de produção na superfície.

A salmoura pode ser aquecida e reinjetada no reservatório para armazenar energia térmica, e o CO2 pressurizado resultante funcionaria como um amortecedor de choque, permitindo que o sistema seja carregado ou descarregado em função da oferta e da demanda de energia.

Quando houver insuficiência na geração da energia renovável - à noite ou na ausência de ventos -, o CO2 pressurizado e a salmoura poderiam ser liberados e convertidos em eletricidade.

Dessalinização

De acordo com os modelos de computador, a quantidade de CO2 que poderia ser armazenada no subsolo por um sistema desse tipo seria de pelo menos 4 milhões de toneladas por ano ao longo de 30 anos, o equivalente ao CO2 emitido por uma usina a carvão de 600 megawatts.

"Armazenar grandes quantidades de CO2 cria muita pressão. Este é o maior desafio para mantê-lo permanentemente no subsolo, mas é administrável. Para ter certeza de que não temos pressão excessiva, podemos desviar um pouco da salmoura produzida para gerar água através da dessalinização," disse Buscheck.

Ainda não há previsão de testar a ideia na prática.

Bibliografia:

Earth Battery
Thomas Buscheck
https://www.llnl.gov/sites/default/files/earth_battery-mechanical_engineering-dec_2015.pdf

Descoberto no Brasil mineral tecnologicamente fantástico: O mineral até então desconhecido foi descoberto em uma mina de fosfato em São Paulo.

Descoberto no Brasil mineral "tecnologicamente fantástico"

Redação do Site Inovação Tecnológica -  07/04/2016

Melcherita

O mineral, batizado de melcherita, foi descoberto pelo engenheiro de minas Luiz Alberto Dias Menezes Filho (1950-2014) e caracterizado pela equipe do professor Daniel Atencio, do Instituto de Física da USP em São Carlos (SP). O nome melcherita é uma homenagem ao falecido professor Geraldo Conrado Melcher (1924-2011).O novo mineral foi encontrado em uma cavidade muito pequena de uma rocha de carbonatito, que é rica em calcita e dolomita, na mina de fosfato (carbonatito) de Jacupiranga, no município de Cajati (SP). Nesse tipo de cavidade se encontram os minerais mais raros.

A fórmula química do mineral é Ba₂Na₂Mg[Nb₆O₁₉]·6H₂O.

Mineral de nióbio

"A estrutura da melcherita é muito versátil. E até pouco tempo só havíamos encontrado essa estrutura em compostos produzidos em laboratório, e não na natureza", explicou o pesquisador Marcelo Barbosa de Andrade.

Contudo, ao contrário dos compostos sintéticos, ou seja, aqueles produzidos em laboratório, a melcherita contém nióbio (Nb), substância bastante utilizada na fabricação de aços especiais, mas também em materiais supercondutores,novas gerações de discos rígidos para computadores e até reatores de fusão nuclear.

Por ter características diferentes dos compostos sintéticos, segundo Marcelo, a "possibilidade de aplicação tecnológica desse mineral é fantástica".

Há poucas semanas se descobriu que o nióbio se autoestrutura para formar um supercondutor. Da mesma forma, o nióbio pode originar octaedros - estruturas que contêm oito faces - que se unem formando um "super-octaedro".

O pesquisador explica que já existem estudos envolvendo o aprisionamento de substâncias por essas estruturas formadas pelo nióbio, como vírus e compostos químicos letais, como o gás sarin.

Muitas novidades

Por se tratar de um mineral recém-descoberto, ainda serão feitas análises com foco nas propriedades físicas do mineral a fim de analisar outras possíveis aplicações da melcherita, mesmo porque esse mineral ainda não foi encontrado em nenhuma outra região do mundo, a não ser em Cajati.

"A pesquisa ainda está em desenvolvimento. E, em razão de podermos substituir os elementos que existem no mineral, alterando suas propriedades físicas, esperamos apresentar muitas novidades", afirma Marcelo.

Devido à sua raridade, amostras da melcherita foram depositadas no Museu de Geociências da USP e no Museu Mineralógico da Universidade do Arizona, nos EUA, onde estarão acessíveis aos pesquisadores interessados em desenvolver novos estudos com o mineral recém-descoberto.

Bibliografia:

Melcherite, IMA 2015-018
Marcelo B. Andrade, Daniel Atencio, Luiz A. D. Menezes Filho
Mineralogical Magazine
Vol.: 79, 529-535

Linguagem de alto nível para programar bactérias

Linguagem de alto nível para programar bactérias: Usando a linguagem de programação de alto nível é possível dar novas funções às células vivas.

Programação biológica

Engenheiros, biólogos e cientistas da computação se juntaram para criar mais uma linguagem de programação que permite projetar rapidamente circuitos complexos codificados em moléculas de DNA.

Isso significa que, usando uma linguagem de programação de alto nível, é possível dar novas funções para as células vivas - fazer com que façam algo que queremos.

Usando esta linguagem, não é necessário ser um geneticista para escrever um programa para a função que se deseja da célula bacteriana, como detectar e responder a determinadas condições ambientais. Para isso, o próprio programa gera uma sequência de DNA que torna a célula capaz de executar a função.

"É literalmente uma linguagem de programação para bactérias", explica o professor Christopher Voigt, do MIT, nos EUA. "Você usa uma linguagem baseada em texto, exatamente como você programa um computador. Em seguida, compila esse texto e o transforma em uma sequência de DNA que você põe dentro da célula, e o programa roda dentro da célula."

Voigt e seus colegas usaram a linguagem de programação biológica para construir circuitos que podem detectar até três entradas e responder de maneiras diferentes a cada combinação.

• Uma linguagem de programação para automatizar a química

Recentemente outra equipe criou uma linguagem de programação química que constrói DNAs sintéticos. [Imagem: Yan Liang]

Linguagem de programação bacteriana

A linguagem de programação bacteriana é baseada em Verilog, uma linguagem muito usada para programar chips de computador.

Para criar uma versão que funcione com células, a equipe projetou portas lógicas e sensores que podem ser codificados no DNA de uma célula bacteriana. Os sensores podem detectar compostos diferentes, tais como oxigênio ou glucose, bem como luz, temperatura, acidez e outras condições ambientais. Os programadores de bactérias também podem adicionar seus próprios sensores.

Com a ferramenta, os pesquisadores programaram 60 circuitos com funções diferentes, e 45 deles funcionaram corretamente na primeira vez que foram testados. Vários foram projetados para medir uma ou mais condições ambientais e um especificamente foi projetado para avaliar três entradas diferentes e, em seguida, reagir com base na prioridade de cada uma.

O mais complexo deles é o maior circuito biológico já construído, contendo sete portas lógicas e cerca de 12.000 pares de bases de DNA.

• Bactérias ganham lógica e são programadas como computadores

Bactérias computacionais

As aplicações para esse tipo de programação biológica incluem o projeto de células bacterianas capazes de produzir fármacos quando detectam um tumor, por exemplo, ou a criação de células de levedura que possam deter seu próprio processo de fermentação se começarem a aparecer muitos subprodutos tóxicos.

A equipe planeja construir uma interface para sua linguagem de programação bacteriana e disponibilizá-la na web.

Bibliografia:

Genetic circuit design automation
Alec A. K. Nielsen, Bryan S. Der, Jonghyeon Shin, Prashant Vaidyanathan, Vanya Paralanov, Elizabeth A. Strychalski, David Ross, Douglas Densmore, Christopher A. Voigt
Science
Vol.: 352, Issue 6281,
DOI: 10.1126/science.aac7341

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