Pesquisadores do CINE deram um passo importante no desenvolvimento de um fotoeletrolisador eficiente para a gera\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio verde.<\/p>\n
Fotoeletrolisadores s\u00e3o equipamentos que dividem a mol\u00e9cula de \u00e1gua (H2O) usando a luz do Sol como fonte de energia. Seus principais componentes s\u00e3o o fotoanodo e o fotocatodo, os quais absorvem a luz e a transformam em cargas. Quando chegam \u00e0 superf\u00edcie do material, essas cargas propiciam rea\u00e7\u00f5es de oxida\u00e7\u00e3o e redu\u00e7\u00e3o da \u00e1gua, as quais geram, respectivamente, oxig\u00eanio (O2) e hidrog\u00eanio (H2).<\/p>\n
Esses equipamentos oferecem uma forma simples, de baixo custo, sustent\u00e1vel e limpa de produzir hidrog\u00eanio. Contudo, a tecnologia ainda n\u00e3o \u00e9 competitiva, e 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 mol\u00e9cula de \u00e1gua.<\/p>\n
Neste novo trabalho, os autores desenharam uma estrat\u00e9gia para otimizar um dos materiais mais utilizados como fotoanodo, a hematita (Fe2O3), 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
Para chegar a esse resultado, os pesquisadores focaram a aten\u00e7\u00e3o nas interfaces onde ocorriam as maiores perdas de el\u00e9trons: entre a hematita e seu substrato, entre os gr\u00e3os da hematita, e entre a hematita 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
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 Flavio Leandro de Souza<\/a><\/strong>, professor da UFABC e coordenador do programa de H2 verde do LNNano\/ CNPEM, que liderou o trabalho.<\/p>\n \u201cO 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 H2\u201d, conta Souza, que \u00e9 pesquisador no programa Portadores Densos de Energia do CINE. \u201cEssas interfaces impediam ou dificultavam que as cargas alcan\u00e7assem a superf\u00edcie do material que est\u00e1 em contato com a \u00e1gua\u201d, completa.<\/p>\n 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 fotogerada. 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 O trabalho foi destacado na capa de um volume especial, dedicado a materiais para a \u00e1rea de energia, do Journal of the American Ceramic Society<\/em>, peri\u00f3dico editado por The American Ceramic Society<\/em> h\u00e1 mais de 100 anos.<\/p>\n Realizado no LNNano\/CNPEM, com a colabora\u00e7\u00e3o de estudantes e pesquisadores da UFABC e do International Research Center for Renewable Energy<\/em> (China), o estudo recebeu financiamento da FAPESP, Shell, CAPES, CNPq, NSFC (China), bem como o suporte estrat\u00e9gico da ANP.<\/p>\n Refer\u00eancia do artigo cient\u00edfico:<\/strong> On electron loss lowering at hematite photoelectrode <\/i>interfaces.<\/i> Karen C. Bedin, Ingrid Rodr\u00edguez-Guti\u00e9rrez, Lizandra R. P. Peregrino, Lionel Vayssieres, Flavio L. Souza. J Am Ceram Soc. 2023; 106:79\u201392. DOI: 10.1111\/jace.18460<\/a><\/p>\n Autores do paper que s\u00e3o membros do CINE:<\/strong> Karen C. Bedin (p\u00f3s-doc no programa Portadores Densos de Energia), Flavio L. Souza (pesquisador principal no programa Portadores Densos de Energia).<\/p>\n <\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Pesquisadores do CINE deram um passo importante no desenvolvimento de um fotoeletrolisador eficiente para a gera\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio verde. Fotoeletrolisadores s\u00e3o equipamentos que dividem a mol\u00e9cula de \u00e1gua (H2O) usando a luz do Sol como fonte de energia. Seus principais componentes s\u00e3o o fotoanodo e o fotocatodo, os quais absorvem a luz e a transformam em cargas. Quando chegam \u00e0 superf\u00edcie do material, essas cargas propiciam rea\u00e7\u00f5es de oxida\u00e7\u00e3o e…<\/p>\n","protected":false},"author":7,"featured_media":8344,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[144,131],"tags":[],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8343"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8343"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8343\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":8373,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8343\/revisions\/8373"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/media\/8344"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8343"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8343"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8343"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
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