segunda-feira, setembro 14, 2015

Folha artificial chega a 10% de eficiência

Detalhe da "folha artificial"
Ele não se parece com uma folha, mas é o dispositivo de fotossíntese artificial mais eficiente feito até hoje. Erik Verlage e seus colegas do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) chamam sua criação de “sistema de geração de combustível solar”. A partir da luz do Sol e da água, o dispositivo produz combustível gasoso, que pode ser armazenado e usado, quando necessário, eliminando o problema da inconstância da energia solar. O sistema funciona, de forma estável, com uma eficiência de 10% - a quantidade da energia solar que é transformada em combustível armazenado -, o que é um rendimento excepcional no campo da fotossíntese artificial.

A folha artificial consiste de três componentes principais: um fotoanodo, um fotocatodo e uma membrana. O fotoanodo usa a luz solar para oxidar as moléculas de água, gerando prótons (átomos de hidrogênio), elétrons e oxigênio. O fotocatodo recombina os prótons e os elétrons para formar as moléculas do gás hidrogênio. A membrana, feita de um material plástico, é parte essencial do sistema, já que mantém os gases oxigênio e hidrogênio separados, algo essencial para a segurança operacional da folha artificial - fazê-los explodir ao se misturarem não é algo difícil.

Eletrodos de silício ou arseneto de gálio são muito bons em absorver a luz, motivo pelo qual eles são usados nas células solares. O grande passo dado por Verlage e seus colegas foi recobrir esses eletrodos tradicionais com uma camada de 62,5 nanômetros de dióxido de titânio (TiO2), evitando sua corrosão no contato com a água.

Outro avanço essencial está no uso de um catalisador de baixo custo - o níquel - no fotoanodo, onde ele é necessário para catalisar a reação de quebra das moléculas de água. No fotocatodo, o catalisador usado é feito de níquel-molibdênio, também de baixo custo.

“Nosso trabalho mostra que é realmente possível produzir combustíveis a partir da luz solar de forma eficiente e segura em um sistema integrado com componentes de baixo custo”, disse o professor Nathan Lewis, um dos coordenadores da equipe. “É claro que nós ainda temos trabalho a fazer para aumentar a vida útil do sistema e para desenvolver técnicas para fabricar sistemas completos a custos competitivos, mas os dois esforços já estão em andamento”, completou.


Nota: O que o ser humano conseguiu produzir de mais avançado na produção de combustível a partir da luz solar, usando muita inteligência para isso, chega a no máximo 10% de eficiência. Há mais de sei mil anos, as plantas realizam esse processo com muito mais eficiência. Mas elas não foram criadas de maneira inteligente... [!] [MB]