{"id":40329,"date":"2023-04-05T10:18:51","date_gmt":"2023-04-05T13:18:51","guid":{"rendered":"https:\/\/jornalfatosenoticias.com.br\/?p=40329"},"modified":"2023-04-05T10:18:52","modified_gmt":"2023-04-05T13:18:52","slug":"otimizacao-de-material-aumenta-em-50-eficiencia-da-producao-de-hidrogenio-verde","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/jornalfatosenoticias.com.br\/index.php\/2023\/04\/05\/otimizacao-de-material-aumenta-em-50-eficiencia-da-producao-de-hidrogenio-verde\/","title":{"rendered":"Otimiza\u00e7\u00e3o de material aumenta em 50% efici\u00eancia da produ\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio verde"},"content":{"rendered":"\n

por Ag\u00eancia Fapesp<\/span><\/em><\/p>\n\n\n\n

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Embora seja uma fonte de energia renov\u00e1vel e que n\u00e3o emite carbono quando \u00e9 utilizada, o hidrog\u00eanio \u2014 na maioria dos casos \u2014 n\u00e3o pode ser considerado um combust\u00edvel \u201cverde\u201d, pois os m\u00e9todos usados para produzi-lo s\u00e3o emissores de gases do efeito estufa.
Uma das tecnologias capazes de gerar hidrog\u00eanio verde a baixo custo \u00e9 a fotoeletr\u00f3lise da \u00e1gua, que utiliza uma fonte de energia limpa, como a luz solar, para gerar eletricidade e dividir a mol\u00e9cula de \u00e1gua. O processo \u00e9 realizado em fotoeletrolisadores, formados por um fotoanodo e um fotocatodo \u2014 polos negativos e positivos \u2014 que absorvem a luz e a transformam em cargas. <\/p>\n\n\n\n

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Quando chegam \u00e0 superf\u00edcie do material, essas cargas propiciam rea\u00e7\u00f5es de oxida\u00e7\u00e3o e redu\u00e7\u00e3o na mol\u00e9cula da \u00e1gua, gerando oxig\u00eanio e hidrog\u00eanio. Contudo, a tecnologia ainda n\u00e3o \u00e9 competitiva, porque um dos principais desafios para torn\u00e1-la vi\u00e1vel em n\u00edvel comercial \u00e9 encontrar um material que atue de forma eficiente como fotoanodo, convertendo a energia da luz em el\u00e9trons capazes de oxidar a \u00e1gua.<\/p>\n\n\n\n

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Tentando superar esse desafio cient\u00edfico, uma equipe de pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), da Universidade Federal do ABC (UFABC) e do International Research Center for Renewable Energy (China) desenvolveu uma estrat\u00e9gia para otimizar um dos materiais mais empregados como fotoanodo, a hematita (Fe\u2082O\u2083), que \u00e9 um \u00f3xido de ferro muito abundante na Terra. O avan\u00e7o levou a um aumento de 50% na efici\u00eancia do fotoeletrolisador.<\/p>\n\n\n\n

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O trabalho foi descrito em artigo<\/a><\/strong>\u00a0e na capa de um volume especial, dedicado a materiais para a \u00e1rea de energia, do\u00a0Journal of the American Ceramic Society<\/em>. Para chegar a esse resultado, os pesquisadores focaram a aten\u00e7\u00e3o nas interfaces em que ocorriam as maiores perdas de el\u00e9trons: entre a hematita e seu substrato, entre os gr\u00e3os dela e entre o mineral e a \u00e1gua. Os autores modificaram a hematita com elementos tamb\u00e9m abundantes, como ni\u00f3bio e alum\u00ednio, por meio de um processo de fabrica\u00e7\u00e3o simples, capaz de manipular todas essas interfaces.<\/p>\n\n\n\n

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O fotoanodo otimizado gerou uma corrente el\u00e9trica 6,7 vezes maior do que o fotoanodo de hematita convencional. \u201cAcreditamos que esta pesquisa foi um grande passo em dire\u00e7\u00e3o ao desenvolvimento dos primeiros prot\u00f3tipos nacionais para produ\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio verde via fotoeletr\u00f3lise\u201d, diz Fl\u00e1vio Leandro de Souza<\/a><\/strong>, que liderou o trabalho.<\/p>\n\n\n\n

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Souza \u00e9 professor da UFABC, coordenador do programa de hidrog\u00eanio verde do CNPEM e pesquisador do Centro de Inova\u00e7\u00e3o em Novas Energias<\/a><\/strong>\u00a0(CINE<\/a><\/strong>), um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constitu\u00eddo por Fapesp e Shell, que re\u00fane grupos de pesquisa de v\u00e1rias institui\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

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O grande desafio foi controlar as interfaces para garantir que a energia da luz absorvida pelo material seja utilizada para promover as rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas que culminam na gera\u00e7\u00e3o do hidrog\u00eanio\u201d, conta Souza. \u201cEssas interfaces impediam ou dificultavam que as cargas alcan\u00e7assem a superf\u00edcie do material em contato com a \u00e1gua\u201d, completa.<\/span><\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

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De acordo com ele, os fotoanodos de ferro modificados ainda apresentam limita\u00e7\u00f5es que fazem necess\u00e1ria a aplica\u00e7\u00e3o de tens\u00e3o el\u00e9trica externa no sistema para complementar a corrente gerada a partir da luz. Entretanto, para manter o car\u00e1ter \u201cverde\u201d do hidrog\u00eanio, \u00e9 poss\u00edvel utilizar energia fotovoltaica ou e\u00f3lica ou, ainda, integrar concentradores de luz solar ao fotoeletrolisador.<\/p>\n\n\n\n

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O artigo\u00a0On electron loss lowering at hematite photoelectrode interfaces<\/em>\u00a0pode ser lido em:\u00a0https:\/\/ceramics.onlinelibrary.wiley.com\/doi\/10.1111\/jace.18460<\/a><\/strong>.<\/p>\n\n\n\n