Produção de hidrogénio a partir de energia solar dá um passo em frente
Os peritos em química à escala nanométrica deram mais um passo para impulsionar o desenvolvimento da produção sustentável e eficiente de hidrogénio a partir da água utilizando a energia solar.
Num novo estudo de colaboração internacional – conduzido pela Universidade de Flinders com colaboradores na Austrália do Sul, nos EUA e na Alemanha – os especialistas identificaram um novo processo de células solares para utilização potencial em futuras tecnologias de separação fotocatalítica da água na produção de hidrogénio verde.
Combinado com um catalisador – desenvolvido pela investigação norte-americana liderada pelo Professor Paul Maggard – para a separação da água, o estudo concluiu que a nova classe de material solar de óxido de Sn(II)- perovskita cineticamente estável poderia ser um catalisador potencial para a reação crítica de evolução do oxigénio na produção futura de energia de hidrogénio sem poluição.
Os resultados, publicados na revista científica The Journal of Physical Chemistry C, abrem caminho para novas incursões em tecnologias de hidrogénio “verdes” sem carbono, utilizando formas de energia que não emitem gases com efeito de estufa com eletrólise de elevado desempenho e a preços acessíveis.
“Este último estudo constitui um importante passo em frente na compreensão da forma como estes compostos de estanho podem ser estabilizados e eficazes na água”, afirma o autor principal, o Professor Gunther Andersson, do Instituto Flinders para a Ciência e Tecnologia à Nanoescala da Faculdade de Ciências e Engenharia.
“O material que apresentamos aponta para uma nova estratégia química para absorver a ampla gama de energia da luz solar e utilizá-la para conduzir reações de produção de combustível nas suas superfícies”, acrescenta o Professor Paul Maggard, do Departamento de Química e Bioquímica da Universidade de Baylor.
Estes compostos de estanho e oxigénio são já utilizados numa série de aplicações, incluindo a catálise, o diagnóstico por imagem e os medicamentos terapêuticos. No entanto, os compostos de Sn(II) são reativos com a água e o dioxigénio, o que pode limitar as suas aplicações tecnológicas.
A investigação no domínio da energia solar fotovoltaica em todo o mundo está a centrar-se no desenvolvimento de sistemas de geração de perovskita rentáveis e de elevado desempenho como alternativa aos painéis convencionais de silício e outros.
O hidrogénio com baixas emissões pode ser produzido a partir da água através da eletrólise (quando uma corrente elétrica divide a água em hidrogénio e oxigénio) ou da separação termoquímica da água, um processo que também pode ser alimentado pela energia solar concentrada ou pelo calor residual dos reatores nucleares.
E pode ser produzido a partir de diversos recursos, incluindo combustíveis fósseis como o gás natural e a biomassa biológica, mas o impacto ambiental e a eficiência energética do hidrogénio dependem da forma como é produzido.
Os processos movidos a energia solar utilizam a luz como agente de produção de hidrogénio e constituem uma alternativa potencial para a produção de hidrogénio à escala industrial.
O novo estudo baseou-se em trabalhos anteriores liderados pelo Professor Paul Maggard, atualmente no Departamento de Química e Bioquímica da Universidade de Baylor, no Texas, e anteriormente na Universidade Estatal da Carolina do Norte.