Cientistas conseguem produzir gasolina usando ar da atmosfera

Em tempos de sustentabilidade e combate à emissão de gases poluentes, uma companhia britânica anunciou nesta quinta-feira (18) que já é capaz de produzir gasolina usando uma fórmula que, entre outras substâncias, utiliza o mesmo ar que respiramos como um dos “ingredientes”.
O processo criado pela empresa Air Fuel Synthesis ignora o que você aprendeu na escola sobre a formação milenar do petróleo, mas também é cheio de etapas: para começar, hidróxido de sódio é misturado com o dióxido de carbono (CO₂) capturado da atmosfera. O carbonato de sódio produzido é eletrolisado e forma um CO₂ mais puro.
Combinado com hidrogênio (resultado da captura de vapor de água por outro equipamento), ele se torna metanol – que passa por um reator combustível e vira a nossa gasolina. Se parece e cheira como o original, mas é bem menos danoso à natureza.
Mas nem dá para se animar direito: desde agosto, a pequena usina da Air Fuel Synthesis foi capaz de produzir apenas cinco litros de gasolina feita a partir de ar.
Entre os planos para o futuro, está a construção de uma usina muito maior que sintetizaria até uma tonelada de gasolina por dia – e o uso de outras energias renováveis para fazer todo o equipamento funcionar, em vez de gastar com eletricidade.

Reciclagem de cimento e concreto é feita com raios

Emissões concretas
Milhares de caçambas trafegam todos os dias pelas grandes e pequenas cidades do mundo todo, levando para descarte milhões de toneladas de pedaços de concreto retirados de obras e demolições.
O impacto sobre o meio ambiente, e o custo das novas construções, seriam muito menores se fosse possível reciclar esse concreto.
Para se ter uma ideia do impacto das emissões de CO₂ geradas pela produção de cimento, basta ver que a produção de uma tonelada de cimento libera de 650 a 700 quilogramas de dióxido de carbono.
Isto significa que de 8 a 15 por cento da emissão anual global de CO₂ é devida unicamente à fabricação de concreto.
E, até hoje, não existe uma solução ideal para a reciclagem do concreto descartado.
O que existe hoje é o chamado downcycling, com a reutilização de uma parte do material em aplicações menos nobres, cuja qualidade deteriora a cada reutilização.

Reciclagem do concreto e cimento
Não satisfeito com a situação, o Dr. Volker Thome, do Instituto de Física das Construções, em Holzkirchen, na Alemanha, foi buscar inspiração em uma técnica explosiva criada por pesquisadores russos nos anos 1940.
Ele queria eliminar o maior problema de todas as tentativas feitas até agora de reciclar o concreto e o cimento: a enorme quantidade de poeira gerada na moagem do material.
Além disso, seu interesse é obter de volta as partículas de brita incorporadas no concreto, e reutilizá-las sem perda de qualidade, para o que a moagem não é uma solução adequada.
Para alcançar esses objetivos, Thome reviveu um método desenvolvido por cientistas russos na década de 1940, mas que depois foi abandonado: a fragmentação eletrodinâmica.
Esta técnica permite que concreto seja dividido em seus componentes individuais – agregado e cimento.

Força dielétrica
O método de "desmontagem" do concreto consiste em uma autêntica tempestade de raios, rompendo o concreto com descargas elétricas.
"Normalmente um raio prefere viajar através do ar ou da água, e não através de sólidos," explica Thomas. Mas, para que o raio exploda o concreto, é necessário garantir que ele atinja e penetre no aglomerado.
Mais de 70 anos atrás, cientistas russos descobriram que a força dielétrica, isto é, a resistência de um fluido ou sólido a um impulso elétrico, não é uma constante física, mas varia com a duração do raio.
"Com uma descarga extremamente curta – menos de 500 nanossegundos – a água atinge imediatamente uma força dielétrica mais alta do que a maioria dos sólidos," explica Thome.
Isto significa que, se o concreto estiver imerso em água e for atingido por uma descarga de 150 nanossegundos, o raio vai correr através do sólido, e não através da água.

Fragmentação eletrodinâmica
Esta é a essência do método.
No concreto, o raio corre ao longo do caminho de menor resistência, a fronteira entre os componentes que o formam, ou seja, entre o cascalho e o cimento.
O primeiro impulso enfraquece mecanicamente o material. Em seguida, forma-se um canal de plasma no concreto que cresce durante alguns milésimos de segundo, produzindo uma onda de pressão de dentro para fora.
"A força dessa onda de pressão é comparável com uma pequena explosão", diz Thome.
O concreto é dilacerado e dividido em seus componentes básicos, estando todos prontos para reúso.
No experimento em escala de laboratório, os pesquisadores já conseguem processar uma tonelada de resíduos de concreto por hora.
"Para trabalhar de forma eficiente, nosso objetivo é atingir um processamento de pelo menos 20 toneladas por hora," diz Thome.
Segundo ele, a expectativa é que, dentro de dois anos, o sistema possa estar operando em escala industrial, pronto para lançamento no mercado.

Substância ‘água seca’ armazena CO2

Pesquisadores apresentam novos estudos com a chamada “água seca”, uma substância peculiar que poderia ajudar no combate ao aquecimento global.

Esse tipo de água em pó tem a propriedade de absorver e armazenar dióxido de carbono e outros gases, como o metano, de forma bastante eficiente.

O estudo foi apresentado na 240º Encontro Nacional da Sociedade Americana de Química pela equipe liderada pelo Professor Andrew Cooper, da Universidade de Liverpool (Inglaterra).

Similar a grãos de açúcar, a substância ganhou o nome porque possui 95% de água e, no entanto, ainda se mantém na forma de um pó. Isso porque cada grão contém uma gota de água cercada de um tipo de sílica modificada – e é essa cobertura que impede que as gotículas se recombinem em forma de líquido.

Apesar da aparência, se esfregada contra a pele, a "água seca" causa um leve resfriamento – uma sensação similar ao contato com a água.

Esse fino pó, ao absorver os gases, forma os chamados hidratos. Ele foi descoberto em 1968 e uma das suas primeiras aplicações foi no uso da indústria de cosméticos já que, além de absorver, ele é capaz de acelerar reações químicas em centenas de produtos.

É por essas propriedades que os pesquisadores acreditam que a água seca possa ser um jeito mais fácil de armazenar e transportar materiais industriais ou outros elementos potencialmente perigosos. A equipe já havia demonstrado, em estudos anteriores, que o pó é bastante útil para guardar metano. O estudo com o gás foi, inclusive, destaque da prestigiada revista Nature. Agora, os resultados mostraram que ele é bastante útil também na absorção de CO₂: quase três vezes mais do que somente a água e a sílica descombinadas.

Outras aplicações incluem também o armazenamento de líquidos, especialmente as emulsões (a união de dois ou mais líquidos que não se misturam, como água e óleo). Com a “água seca”, os pesquisadores mostraram que podem transformar uma emulsão em um pó, facilitando o transporte dos líquidos.

"Combustão ao contrário revoluciona energia"

A tecnologia de baterias poderá passar por uma revolução no futuro, mas, enquanto isso não acontecer, os combustíveis líquidos permanecerão como a forma de energia mais concentrada e eficiente disponível para suprir as necessidades da humanidade.
Utilizar a energia do sol para transformar os resíduos da combustão em insumos para a fabricação de novos combustíveis líquidos é o objetivo das pesquisas de um grupo de cientistas dos Estados Unidos, com coordenação de Nancy Jackson, presidente da Sociedade Norte-Americana de Química (ACS, na sigla em inglês).
Formada na Universidade George Washington em 1979 – ano em que ingressou na ACS –, Jackson concluiu seu doutorado na Universidade do Texas, em Austin, em 1990. Atualmente, é gerente do Departamento de Redução de Ameaças do Centro de Segurança Global dos Laboratórios Nacionais Sandia.
A equipe de seu laboratório já está trabalhando na engenharia do reator capaz de utilizar a energia solar para transformar o dióxido de carbono – produto da queima de combustíveis como gasolina e etanol – em monóxido de carbono, que pode ser utilizado na produção de combustíveis. A reação, portanto, corresponde exatamente ao inverso da combustão.

Agência FAPESP – Por que investir em pesquisas voltadas para a produção de combustíveis líquidos?

Nancy Jackson – Os combustíveis líquidos são muito importantes por várias razões. Uma delas é que, levando em consideração o peso e o volume, há uma energia muito concentrada nesse tipo de combustível. Eles são muito melhores que baterias, que são muito pesadas. Os combustíveis líquidos são leves e densos em termos energéticos. Essa capacidade de armazenar energia explica em parte por que os combustíveis líquidos são uma boa alternativa.

Agência FAPESP – A densidade energética dos líquidos, então, é insuperável?

Nancy Jackson – Sim, pelo menos até o dia em que houver um salto tecnológico revolucionário no desenvolvimento de baterias. Outro fator que torna os combustíveis líquidos muito importantes é a facilidade de transporte. É muito fácil transportar líquidos, porque eles podem fluir e ser bombeados em canos por muitos quilômetros, sem precisar de veículo algum. Eles permitem utilizar a infraestrutura instalada e as tecnologias existentes.

Agência FAPESP – Infraestrutura de transporte?

Nancy Jackson – Sim, podemos aproveitar a infraestrutura já pronta para transportar os combustíveis e utilizá-los em todo tipo de necessidade energética. E, em relação à tecnologia, refiro-me aos motores. Temos motores muito eficientes para o uso de combustíveis líquidos. O problema é que não podemos depender do petróleo para sempre, porque ele vai acabar, ou se tornar muito caro ou impraticável para explorar. Por isso estamos trabalhando no projeto Sunshine to petrol.

Agência FAPESP – Qual é o objetivo do projeto?

Nancy Jackson – Estamos tentando utilizar o dióxido de carbono e submetê-lo ao calor do sol concentrado para atingir temperaturas realmente altas. Com isso queremos transformar dióxido de carbono em monóxido de carbono, retirando um átomo de oxigênio da molécula.

Agência FAPESP – Como isso é feito?

Nancy Jackson – Desenvolvemos um reator, com um disco de mais de quatro metros de diâmetro, que capta a luz solar e utiliza seu calor para provocar a reação. O dióxido de carbono é uma molécula muito estável, por assim dizer, muito “preguiçosa”. É difícil fazê-la mudar. É preciso gastar uma grande quantidade de energia para reagir com o que quer que seja. É por isso que estamos tentando usar o sol para alterá-la, para fazer então um combustível líquido. O processo inclui uma série de outras reações muito bem conhecidas e compreendidas. Mas o verdadeiro segredo, o que realmente estamos fazendo de novo, é transformar o dióxido de carbono em monóxido de carbono.

Agência FAPESP – Isso é a combustão reversa?

Nancy Jackson – Sim. Quando usamos combustíveis em nossos carros, o monóxido de carbono é queimado e transformado em dióxido. Estamos fazendo o oposto, como se fosse uma combustão reversa. É uma estratégia de reciclagem. A ideia é poder reciclar o dióxido de carbono várias e várias vezes, produzindo combustíveis a partir do resíduo dos combustíveis.

Agência FAPESP – Só os combustíveis líquidos poderão gerar o dióxido de carbono para ser utilizado no reator?

Nancy Jackson – De modo algum. Nos Estados Unidos, temos a maior parte da energia elétrica baseada em carvão. Queimando carvão, temos uma quantidade gigantesca de dióxido de carbono. Achamos que podemos utilizar o dióxido de carbono que sai das chaminés, transformando-o em combustíveis líquidos. Também temos muito dióxido de carbono quando fermentamos a cana-de-açúcar para fazer etanol. Para cada molécula de etanol, é produzida também uma molécula de dióxido de carbono.

Agência FAPESP – Seria então uma estratégia ideal para ser utilizada em combinação com várias alternativas energéticas?

Nancy Jackson – Isso mesmo. O método seria empregado em conjunto com o uso de etanol de cana-de-açúcar, carvão, gás natural, plantas e assim por diante. Quando se queima tudo isso, é gerado o dióxido de carbono. Há outros grupos de pesquisa que estão aprendendo como separar o dióxido de carbono a partir do ar. É o que as plantas fazem: usam o dióxido de carbono do ar para crescer. Então há diferentes maneiras para conseguir o dióxido de carbono. Essas tecnologias já existem.

Agência FAPESP – Qual será o aspecto desse novo combustível líquido?

Nancy Jackson – Vai ser como o diesel, ou o etanol. Não muito diferente do que temos agora, mas o processo de obtenção é que será muito diferente.

Agência FAPESP – Quanto tempo essa tecnologia levará ainda para ser implementada?

Nancy Jackson – Provavelmente precisaremos de mais uns quatro anos de desenvolvimento de engenharia. Em seguida, entrará o período necessário para o desenvolvimento e o processamento em escala. Estamos falando em algo como sete ou oito anos.

Agência FAPESP – O conceito já está desenvolvido e o que falta é a engenharia e o escalonamento?

Nancy Jackson – Sim. Há ainda muitos desafios, porque a temperatura de que precisamos para mudar o dióxido de carbono, que é tão estável, é tão alta que isso torna difícil a tarefa de definir materiais. Muitos deles não aguentam altas temperaturas e, se esquentamos e esfriamos sucessivamente, a maior parte dos materiais tende a não resistir. Há muitos desafios. O primeiro passo é o mais difícil. E é isso que estamos fazendo agora.

O Futuro é do Carbono

Carbono é uma palavra suja. Nós o queimamos demais, produzindo milhares de toneladas de dióxido de carbono que ameaçam destruir o clima de nosso planeta para as gerações vindouras. Antes disso, ele já era o vilão disfarçado de fuligem que saía das chaminés de fábricas e tornava as cidades escuras. É uma reputação e tanto para carregar.

Mas agora nosso inimigo de longa data pode estar prestes a se tornar nosso melhor amigo high-tech. À medida que aprendemos a modelar o carbono em nanoescala – em tubos e folhas; esferas e fitas -, horizontes totalmente novos e inesperados se abrem para nós. Os átomos de carbono que foram criados na fornalha das estrelas do universo podem ser combinados em materiais capazes de nos ajudar a obter energia a partir de nossa própria estrela. Materiais similares prometem fazer nosso mundo eletrônico funcionar com uma eficiência sem precedentes, e podem até guardar o segredo para fazer nossas preciosas reservas de petróleo durar mais.

O potencial de carbono vem do fato de ele ser multiuso. Grupos de átomos de carbono unem-se de boa vontade em múltipla variedade de estruturas, de diamante a grafite, mas essas formas familiares são apenas o começo. Nas últimas décadas, aprendemos sobre as estruturas em forma de bola de futebol chamadas "buckyballs", logo seguidas pelos microscópicos "rolos de arame", que conhecemos como nanotubos de carbono. Juntou-se a eles mais recentemente o grafeno – folha de carbono que tem apenas um átomo de espessura.

Dessas intrigantes estruturas, o grafeno é a que está causando o maior alvoroço. Isto se deve, em parte, à sua combinação incomum de propriedades: sua malha bidimensional no formato de uma colmeia de átomos de carbono oferece, ao mesmo tempo, fantástica condutividade elétrica e dez vezes a força do aço, num material que é transparente à luz visível. E o melhor de tudo é que finalmente aprendemos como fazê-lo.

Esta última descoberta aconteceu em 2004, quando Andre Geim e Kostya Novoselov, da Universidade de Manchester, no Reino Unido, descobriram que podiam produzir folhas de grafeno a partir de uma mancha de grafite, simplesmente removendo camadas com um pedaço de fita adesiva. O truque foi seguido por uma enxurrada de métodos aprimorados. Depois de apenas cinco anos de desenvolvimento, produzir grafeno é mais simples do que se imaginava, e a fabricação em escala industrial é apenas uma questão de demanda.

Nos gadgets

Após Geim ter isolado os primeiros flocos, ficou rapidamente claro para os teóricos que esse material devia ter algumas propriedades muito especiais.

Na época havia pouco material disponível para experiências. "Agora é muito diferente", diz Vítor Pereira, da Universidade de Boston. "Há mais experimentos que trabalhos teóricos … Isso é realmente animador, porque é a partir dos resultados experimentais que os verdadeiros avanços acontecem."

A grande inovação em que todo mundo está de olho é o potencial do grafeno para revolucionar os nossos gadgets, já que os elétrons viajam pelo material de uma forma particularmente eficaz, Em condutores e semicondutores convencionais, tais como o cobre e o silício, os elétrons colidem com os átomos e dissipam sua energia na forma de calor, um chip de computador típico desperdiça de 70% a 80% da sua energia elétrica dessa forma. Isso significa que às vezes os materiais podem esquentar o bastante para distorcer ou até mesmo destruir os circuitos. Mas o grafeno é diferente. "A energia dos elétrons não é dissipada", diz Pereira. "Isso dá a ele características fantásticas para a eletrônica."

O material é particularmente útil para circuitos de alta frequência – que vêm a ser justamente para onde a indústria de eletrônicos está caminhando.

Dispositivos como telefones celulares exigem cada vez mais frequência, à medida que os engenheiros tentam empilhar mais informações no sinal – e quanto maior a frequência, maior será o efeito de aquecimento, "No momento, o grafeno parece o caminho mais promissor para o futuro", diz Novoselov.

Vale do Carbono

Um mercado ainda maior para o grafeno poderia ser a fabricação dos sensores de fóton que detectam informação transportada em fibras ópticas de telecomunicações, avalia Novoselov.

No momento, a tarefa é cumprida pelo silício, mas seus dias podem estar contados. Em outubro, o grupo de Phaedon Avouris no Centro de Pesquisa Thomas J. Watson da IBM, em Nova York, apresentou o primeiro fotodetector de grafeno. Na prancheta de projeto também estão células solares feitas de grafeno e telas LCD.

Mais importante ainda, o grafeno pode se comportar como um semicondutor, permitindo o fluxo de informação eletrônica pela alternância entre os estados de condução e isolamento. Esta mudança de comportamento – fenômeno que está na base de transistores e, portanto, de toda a indústria de computação – baseia-se em materiais cujos elétrons estão organizados em estados de energia que têm o chamado gap de energia. É a capacidade de controlar os gaps de energia do silício que o tornou o semicondutor preferido. Como o grafeno não tem esse gap, durante muito tempo parecia que não era possível existir um "Vale do Carbono" para competir com o "Vale do Silício", mas isso mudou em 2008 com a descoberta das "nanofitas" de carbono.

Semicondutor

Quando o grafeno é cortado em fitas de menos de 10 nanômetros de largura, suas propriedades eletrônicas sofrem uma mudança dramática. Devido à forma como os elétrons são forçados a se mover através das tiras estreitas, a nanofita de grafeno passa a ter gap de energia. Isso o transforma em um semicondutor pronto para desafiar o silício no seu próprio jogo.

A fabricação de nanofitas ainda é um problema. Inicialmente só era possível produzi-las quebrando uma folha de grafeno. Isto era feito por meio de produtos químicos que rompem algumas das ligações carbono-carbono, por ultrassom, ou com um microscópio de varredura por tunelamento que serra os átomos, Com todas essas técnicas, no entanto, as quantidades produzidas foram mínimas. Então, em junho do ano passado, Pablo Herrero-Jarillo, do MIT, mostrou como as nanopartículas de níquel podem ser usadas para recortar nanofitas em folhas de grafeno. O método permite cortes tão perfeitos que poderia ser usado para criar nanocircuitos de grafeno.

Feixe de plasma

Ainda no ano passado, Hongjie Dai, da Universidade de Stanford, em Palo Alto, Califórnia, fatiou nanotubos de carbono em fitas com um feixe de plasma de argônio. Como os nanotubos já são produzidos em massa – a Mitsubishi, por exemplo, faz toneladas por ano -, essa é uma rota promissora para a nanofita. Com o método Dai, "a possibilidade de fazer toneladas de fitas também está aqui", diz Mauricio Terrones, do Instituto de Pesquisa Científica e Tecnológica em San Luis Potosí, México.

Há, no entanto, formas mais sutis de transformar o grafeno em semicondutor, e elas podem tornar as nanofitas ultrapassadas antes mesmo de chegarem à linha de produção. "Você pode gerar uma fita sem ter de cortar a fita", diz Pereira. Uma maneira de fazer isso é colocar o grafeno sobre uma estrutura pré-moldada. A tensão induzida em cada curva e dobra dará à folha uma variedade de propriedades eletrônicas. Resta saber se tais promessas se cumprirão além das paredes do laboratório. Como Avouris aponta, muitas das experiências até agora têm sido realizadas em condições bastante favoráveis – a baixas temperaturas, que mantêm o ruído eletrônico no mínimo, por exemplo. "A física e a engenharia básicas já foram feitas, e tudo é muito promissor", diz ele, "mas as pessoas esquecem que isso ocorre em condições idealizadas." Segundo Geim, é cedo demais para dizer se o grafeno vai desbancar o silício.

Mas não se pode descartá-lo, diz ele. Como o grafeno não é nada mais que uma camada de átomos de carbono, as combinações com outros elementos vão alterar radicalmente sua resposta ao calor, luz e outros estímulos. Na prática, a revolução dos eletrônicos baseados em carbono já começou, e Geim prevê muitas outras aplicações. "Quanto às propriedades magnéticas, supercondutoras ou mecânicas, ou mesmo à química básica, nem sequer começamos a brincar", diz ele.

publicado na Revista Info, Março/2010

Química dos oceanos está mudando

A química do oceano está mudando mais rápido do que o fez nos últimos milhares de anos por causa do dióxido de carbono absorvido da atmosfera, disse em estudo o Conselho Nacional de Pesquisa, dos EUA.

Dióxido de carbono e outros gases industriais são uma preocupação há alguns anos por causa de seu impacto no ar e aumento das temperaturas globais no processo do efeito estufa.

Um fator que amenizava esse aquecimento era a quantidade de CO₂ absorvida pelos oceanos – mas isso também se tornou um problema para os cientistas porque os produtos químicos tornam a água mais ácida, o que afeta a vida marinha.

Desde o início da Revolução Industrial, no século 18, o pH do oceano declinou de 8,2 para 8,1 e uma queda de 0,2 a 0,3 unidades está prevista até o fim do século, de acordo com o Research Council, um braço da Academia Nacional de Ciências.

As taxas atuais de mudanças “ultrapassam qualquer mudança na química dos oceanos por pelo menos 800 mil anos”, diz o relatório.

Com o oceano se tornando mais ácido, cientistas aumentam os alertas sobre dissolução de corais e problemas com peixes e a vida marinha. Por exemplo, estudos mostraram que aumento na vida marinha afeta a fotossíntese, a aquisição de nutrientes, o crescimento, reprodução e sobrevivência de espécies. A Agência de Proteção (EPA) disse em março que consideraria formas de controlar a acidez no oceano.

A decisão da agência foi anunciada em conjunto com o Centro de Diversidade Biológica. O grupo ambiental processou a EPA no ano passado por não exigir do estado de Washington listasse suas águas como ameaçadas pelo aumento da acidez.

O relatório ressaltou que o governou federal dos EUA tomou medidas inicias com o projeto National Ocean Acidification Program.

Ele fez as seguintes recomendações:

• Criar uma rede de monitoramento de acidificação do oceano, incluindo novas ferramentas, métodos e técnicas para melhorar as medidas;
• Pesquisa para preencher lacunas de informações;
• Criar um escritório de gerenciamento de dados para garantir qualidade, acesso e arquivamento dos dados
• Desenvolver pesquisa de qualidade e treinar pessoas;
• Criar um plano de dez anos que estabeleça metas chave, prioridades e tenha alcance na sociedade.

Bactérias transformam CO2 em combustível

Na Universidade da Califórnia – Los Angeles, a equipe liderada por James C. Liao criou uma cianobactéria que, a partir de dióxido de carbono, libera o combustível líquido isobutanol, que pode ser uma alternativa à gasolina.

A equação da produção do isobutanol é bastante simples, uma vez que tudo o que a cianobactéria precisa é de um pouco de sol e CO₂ – elementos abundantes no nosso planeta. Outra vantagem é o fato do combustível poder ser utilizado em grande parte da infra-estrutura já existente, incluindo a maioria dos automóveis.

Para tornar este método de reciclagem de CO₂ possível, os cientistas melhoraram geneticamente a cianobactéria Synechoccus elongatus, aumentando nela a quantidade da enzima RuBisCo – justamente a responsável pela fixação de CO₂.

O próximo passo foi juntar genes de outros microorganismos para construir uma espécie que consumisse o dióxido de carbono e, por meio da fotossíntese, produzisse o gás “isobutyraldehyde”. A bactéria criada pode produzir o combustível diretamente, mas por enquanto os pesquisadores preferem usar um catalisador químico para converter o gás em isobutanol.

O local ideal para este sistema seriam usinas que emitem dióxido de carbono, permitindo que os gases fossem capturados e já transformados em combustíveis antes de serem lançados na atmosfera.

A pesquisa, publicada na Nature Biotechnology, ainda precisa ser adaptada para chegar ao mercado – e os pesquisadores trabalham em dois principais problemas: melhorar a eficiência da luz e reduzir os custos