Pesquisadores convertem água em hidrogênio usando energia solar

Pesquisadores da Universidade de Southampton, no Reino Unido, converteram água em hidrogênio usando a energia solar, conhecido como hidrogênio solar, que é um combustível limpo. Esse processo foi possível por meio da transformação de fibras ópticas nos microrreatores fotocatalíticos. 

A metodologia mostra ser uma potencial solução para energia renovável, pois elimina os gases com efeito estufa e produz uma química sustentável. Os resultados do estudo foram publicados na revista científica ACS Photonics. O estudo é liderado pelo pesquisador Matthew Potter, com contribuições do professor de química, Robert Raja, além de Alice Oakley e Daniel Stewart, do Dr. Pier Sazio da ORC e ​​do Dr. Thomas Bradley e da engenharia do µ-VIS X- Ray Imaging Center.

O professor Robert Raja, co-autor do estudo e professor de Química e Catálise de Materiais, comentou que, nos últimos 15 anos, a equipe foi pioneira no desenvolvimento de uma plataforma preditiva para o design de nanocatalisadores multifuncionais. “Estamos entusiasmados com a parceria com o ORC, pois nos permite levar a desenvolvimentos em várias escalas em fotônica e catálise”, comentou.

Para o desenvolvimento do projeto, os pesquisadores usaram as instalações do Optoelectronics Research Centre – um dos principais institutos mundiais de pesquisa em fotônica, situado no Instituto Zepler de Fotônica e Nanoeletrônica, na Universidade de Southampton – para fabricar os microrreatores com propriedades ideais de transparência ótica para fotocatálise solar.

A tecnologia usada reveste o interior dos microcanais das fibras ópticas microestruturadas com um fotocatalisador que, na presença da luz solar, gera hidrogênio, que pode alimentar uma ampla gama de aplicações sustentáveis.

Esse tipo de processo tem desempenhado um papel fundamental na evolução das telecomunicações, no armazenamento de dados e nas redes de informática.

As fibras ópticas foram especialmente projetadas para funcionarem como reatores microfluídicos de alta pressão, cada uma contendo vários capilares que executam uma reação química ao longo do comprimento do canal, de forma muito parecida com os canais microfluídicos existentes nos biochips. Como a fibra óptica é feita de vidro (óxido de silício ou sílica), sendo, portanto, transparente, coletar a luz solar é uma questão de colocá-la ao ar livre.

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Segundo o pesquisador Matthew Potter, o fotorreator inédito apresentou melhorias significativas na atividade em comparação com os sistemas existentes. “Este é um exemplo ideal de engenharia química para a tecnologia verde do século 21,” disse o especialista, afirmando que este processo de combinar processos químicos ativados pela luz com as excelentes propriedades de propagação da luz das fibras ópticas tem um enorme potencial. 

Ainda dentro do que foi estudado os pesquisadores indicaram que se as fibras ópticas fossem recobertas com materiais específicos, como óxido de titânio ou nanopartículas de paládio, é possível alcançar um controle sem precedentes da propagação da luz.

E, com componentes adequados, é possível adicionar catalisadores para otimizar reações químicas. Essas reações podem ocorrer no interior de fibras ópticas ocas, que são muito eficientes, por exemplo, transmitindo múltiplos dados em diferentes cores de luz, cada cor dentro do seu próprio canal.