Eletrodos nanoestruturados aumentam a eficiência do hidrogênio verde

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A atenção do planeta está se voltando para alternativas sustentáveis, principalmente no que diz respeito às energias renováveis. Uma das ideias desse segmento é a produção de hidrogênio verde a partir de nanomateriais de alto desempenho.

O hidrogênio verde é uma fonte importante de energia limpa. Além de uma produção que não depende de combustíveis fósseis – utiliza apenas energia hidrelétrica, eólica ou solar -, pode fornecer energia para diversos setores, como construção e transporte, por exemplo.

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Pesquisadores do Instituto Nacional de Ciências (INRS), juntamente com especialistas do Instituto de Química e Processos de Energia, Meio Ambiente e Saúde (ICPEES), acabam de publicar um estudo sobre o assunto. A publicação selecionada é um jornal Materiais de energia solar e células solares.

Para otimizar o processo de produção de hidrogênio verde a partir da energia hidrelétrica, os pesquisadores instalaram eletrodos nanoestruturados fotossensíveis à luz solar. “Graças aos nanomateriais de alto desempenho, podemos melhorar a eficiência de dissociação da água para produzir hidrogênio”, diz My Ali El Khakan, professor do INRS.

Moléculas de água
O hidrogênio verde pode ser obtido pela separação da água. Foto: Egorov Artem / Shutterstock

Experimentos

O hidrogênio verde pode ser obtido pela eletrólise que ocorre na produção de energia hidrelétrica. O problema é que os eletrolisadores industriais são muito caros e consomem muita energia. Os cientistas então decidiram usar eletrodos nanoestruturados para separar as moléculas de água da luz solar – um processo conhecido como fotocatálise.

Por isso escolheram o dióxido de titânio como material básico, pois se sabe que o composto semicondutor é sensível à luz ultravioleta. Os pesquisadores mudaram a composição atômica do ingrediente para aumentar a fotossensibilidade à luz para 50%. Em seguida, os eletrodos são nanoestruturados como colmeias, o que multiplica a superfície útil do material por 100 mil vezes (ou mais).

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Os eletrodos são estruturados nas colmeias para expandir suas superfícies úteis. Foto: INRS / divulgação

Os pesquisadores também adicionaram óxido de cobalto à estrutura. Isso ajudou a aumentar a eficiência fotocatalítica dez vezes em relação aos nanotubos sem componentes. Finalmente, os cientistas distribuíram nanopartículas de catalisador em nanotubos de dióxido de titânio e foram capazes de aumentar sua capacidade de produção de hidrogênio usando técnicas de ablação a laser.

Os pesquisadores celebraram a descoberta como um passo importante em direção a um futuro livre de carbono. Espero que eles estejam certos!

Caminho: Tech Times

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