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Pesquisadores usam catalisador de longa duração e baixo custo para criar hidrogênio a partir de água natural com luz solar
Quebrar a molécula de água em hidrogênio e oxigênio usando apenas a luz solar seria uma fonte de energia renovável e limpa e também a chave para resolver os problemas de energia do mundo. Os processos fotocatalíticos têm sido estudados e pesquisados por décadas em todo o mundo, mas encontrar um catalisador eficiente e duradouro tem sido um grande obstáculo. Os catalisadores decaem rapidamente ou envolvem metais raros, que apresentam seu próprio conjunto de problemas.
Mas recentemente, pesquisadores da Universidade de Oulu, na Finlândia, criaram um novo catalisador com base em molibdenita, um mineral barato e natural. A estrutura composta consiste em dissulfeto de molibdênio em camadas, bem como nanopartículas de níquel e prata, mas esses metais são necessários em quantidades mínimas, o que torna o catalisador extremamente econômico.
Em condições de laboratório, o novo catalisador desenvolvido na Universidade de Oulu foi capaz de produzir hidrogênio a partir de água natural usando luz solar por 86 dias consecutivos sem deterioração funcional. Os pesquisadores atingiram uma taxa de eficiência de 7% com o catalisador, quando o limite viável da eficiência é de 5%. Além de produzir hidrogênio, o processo demonstrou purificar a água natural que está sendo usada na produção do hidrogênio.
“A teoria está comprovada e o catalisador que desenvolvemos é fácil e barato de produzir. Também é altamente durável. Ainda são necessários anos de pesquisa antes que a produção de hidrogênio solar possa ser ampliada, mas é muito importante que o financiamento e os recursos sejam comprometidos com este trabalho agora. O objetivo é desenvolver tecnologia de reatores e criar um ecossistema de soluções comerciais e negócios em hidrogênio solar. A tecnologia está agora em um estágio crítico de desenvolvimento”, disse o professor Dr. Marko Huttula, líder do projeto na Universidade de Oulu. “Por exemplo, usar hidrogênio diretamente no motor de um carro é uma energia genuinamente verde, porque a queima de hidrogênio libera apenas água”.
O benefício do hidrogênio solar em comparação com o hidrogênio eletrolítico é que ele requer apenas a energia do Sol. A eletricidade necessária nos processos eletrolíticos pode ser produzida usando fontes de energia renováveis, como o vento, mas os processos eletrolíticos têm uma taxa de dissipação de energia de 40%.
“As metas atuais de produção eletrolítica de hidrogênio na União Europeia até o ano de 2050 exigem 2.800 terawatts-hora de eletricidade. Isso se traduz na construção de 250.000 a 460.000 novas turbinas eólicas, o que dificilmente é realista”, ressaltou o professor Marko Huttula.
“A transição para o hidrogênio é absolutamente necessária e cada nova turbina eólica é mais do que bem-vinda a esse respeito. No entanto, temos que olhar para o quadro geral de um ponto de vista mais elevado, o que significa que o hidrogênio solar é uma das maneiras mais promissoras de resolver as necessidades de energia do mundo”, concluiu o professor Marko Huttula.
Os resultados foram publicados na revista científica Nanoscale.
Acesse o artigo científico completo (em inglês).
Acesse a notícia completa na página da Universidade de Oulu (em inglês).
Fonte: Universidade de Oulu.
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