Cientistas desenvolvem bateria feita com fungos

A variedade presente no reino dos fungos é surpreendente e eles estão mais próximos dos animais do que das plantas. Este grupo abrange desde cogumelos comestíveis até mofos, incluindo organismos unicelulares e até o maior ser vivo do mundo. Enquanto alguns fungos são patógenos responsáveis por doenças, outros se destacam na produção de medicamentos. Agora, cientistas do Laboratório Federal Suíço de Ciência e Tecnologia de Materiais (Empa) conseguiram utilizar os fungos para uma nova função: a geração de eletricidade.

Em um projeto de pesquisa com duração de três anos, os cientistas do laboratório especializado em Celulose e Materiais de Madeira da Empa criaram uma bateria que incorpora fungos. As células vivas geram uma quantidade limitada de eletricidade, mas suficiente para alimentar, por exemplo, um sensor de temperatura por vários dias. Esses dispositivos são utilizados em contextos como agricultura e estudos ambientais. Um dos principais benefícios dessa bateria fúngica é que, em contraste com as baterias tradicionais, ela é totalmente atóxica e biodegradável.

Para ser mais precisa, a estrutura desenvolvida não é exatamente uma bateria convencional, mas sim uma “célula de combustível microbiana”. Assim como todos os organismos vivos, os microrganismos convertem nutrientes em energia. As células de combustível microbianas se aproveitam desse processo metabólico, capturando parte da energia na forma de eletricidade. Anteriormente, essas células eram predominantemente alimentadas por bactérias.

A pesquisadora Carolina Reyes, integrante da equipe da Empa, afirma que, pela primeira vez, foi realizada uma combinação de dois tipos diferentes de fungos para produzir uma célula de combustível que funciona. Os metabolismos dessas duas espécies são complementares: um fungo de levedura no ânodo libera elétrons, enquanto o cátodo é ocupado por um fungo conhecido como podridão branca, que libera uma enzima específica, permitindo a captação e condução dos elétrons para fora da célula.

Importante destacar que os fungos não são simplesmente introduzidos na bateria; eles são parte integrante da estrutura desde seu início. A construção dos componentes da bateria fúngica é realizada através de impressão 3D, o que possibilita aos pesquisadores moldar os eletrodos de maneira que os microrganismos tenham acesso facilitado aos nutrientes. Essa combinação de células fúngicas com a tinta utilizada na impressão é desafiadora: “Encontrar um material que favoreça o crescimento dos fungos já é difícil, mas a tinta precisa ser também facilmente extrudável sem causar danos às células, e, adicionalmente, deve ser eletricamente condutora e biodegradável”, esclarece Gustav Nyström, líder do laboratório de Celulose e Materiais de Madeira.

Com a rica experiência de seu laboratório na impressão 3D de materiais biológicos, os pesquisadores conseguiram elaborar uma tinta adequada à base de celulose. Curiosamente, as células fúngicas podem se alimentar da celulose, o que facilita a biodegradabilidade da bateria depois do uso. No entanto, como fonte de nutrientes, preferem açúcares simples que são adicionados às células. “As baterias fúngicas podem ser armazenadas secas e ativadas facilmente no local com água e nutrientes”, explica Reyes.

Trabalhar com esses organismos vivos trouxe diversos desafios. O projeto exige a colaboração de diferentes áreas do conhecimento, incluindo microbiologia, ciência dos materiais e engenharia elétrica. Para entender e caracterizar as baterias fúngicas, Carolina Reyes teve que não apenas dominar técnicas de eletroquímica, mas também adaptá-las para tintas de impressão 3D.

Os cientistas têm planos de aprimorar a eficiência e a durabilidade da bateria feita de fungos, além de investigar novas espécies de fungos que possam contribuir na produção de eletricidade. “Ainda existem muitas áreas a serem exploradas e esses organismos são pouco utilizados no campo da ciência dos materiais”, garantem Reyes e Nyström.