Fotocatálise extremamente eficiente converte água da torneira em hidrogênio usando apenas a luz solar
O hidrogênio como fonte de energia é um importante alicerce para uma economia sustentável. Não apenas caminhões, trens e carros já funcionam com H2 graças às células de combustível. Ele também é usado na produção de aço, na indústria química e como meio de armazenamento para energia renovável.
No entanto, ainda há espaço para melhorias em sua produção. Enquanto a produção a partir do gás natural provavelmente será descartada no futuro, mas atualmente é imbativelmente barata, a eletrólise requer eletricidade. E enquanto ela não estiver disponível em abundância a partir de fontes renováveis, a produção de hidrogênio é mais ineficiente do que o uso direto ou, por exemplo, o uso de armazenamento em bateria.
Isso torna ainda mais elegante a abordagem adotada por um grupo de pesquisa da Universidade Estadual do Oregon. A construção de uma estrutura feita de metal e elementos orgânicos com poros na faixa de nanômetros requer apenas luz solar direta para extrair o hidrogênio puro da água normal.
Salto na eficiência
O princípio é chamado de fotocatálise. Um processo químico é desencadeado apenas pela absorção de fótons da luz solar. A tecnologia básica já é conhecida. No entanto, projetos anteriores que usavam zinco, índio ou titânio só conseguiam usar entre 0,3 e 0,7% da energia solar incidente para produzir hidrogênio.
Com a estrutura otimizada e o uso de rutênio, um metal de transição muito raro, a eficiência poderia ser aumentada para 10,0%, ou seja, 15 a 30 vezes melhor. Embora o valor ainda esteja bem abaixo das taxas de conversão de uma célula solar comercial, o hidrogênio é obtido diretamente, sem desvios e, portanto, sem nenhuma outra perda de energia.
Nos experimentos, foram obtidos 10.000 micromoles de hidrogênio por hora e um grama de água. Embora os químicos e pesquisadores de materiais já estejam impressionados, uma conversão pode ajudar a todos os outros.
Quase 20% do H2 contido na água pode ser dissolvido em uma hora. Isso significa que 50 litros de água são suficientes para obter um quilograma de hidrogênio em uma hora. Nos testes com água potável normal, a taxa foi um pouco pior. Seriam necessários cerca de 60 litros.
Uma área de não exatamente 100 metros quadrados (1.000 pés quadrados) seria suficiente. Afinal, um quilograma de hidrogênio é suficiente para dirigir quase 100 quilômetros (60 milhas) ou aquecer uma casa por algumas horas.
