A busca por fontes de energias limpas e renováveis ganha mais uma invenção que pode ajudar a diminuir o impacto dos combustíveis fósseis no aquecimento global.
Este artigo foi originalmente publicado no Science Alert.
Os cientistas estão muito interessados em encontrar maneiras eficazes de obter hidrogênio da água, liberando assim o potencial do hidrogênio como combustível limpo. Um dispositivo recém-desenvolvido gerencia o feito, usando apenas a luz do sol como fonte de energia.
Usando eletrodos catalíticos e células solares de perovskita fundidas em uma única unidade, a engenhoca inteligente pode atingir taxas de eficiência da luz solar para o hidrogênio em 6,7%. Ele simplesmente cai na água e desaparece (quando o sol está saindo).
Pode ser um pouco cedo para começar a converter todos os nossos carros para receber células de hidrogênio com emissão zero, mas os pesquisadores por trás da nova invenção dizem que deve ser relativamente fácil ampliar a tecnologia para uso mais amplo.
“O conceito é amplamente semelhante a uma folha artificial”, diz o cientista de materiais Jun Lou, da Rice University, no Texas. “O que temos é um módulo integrado que transforma a luz solar em eletricidade, que gera uma reação eletroquímica. Utiliza água e luz solar para obter combustíveis químicos”.
A perovskita é uma das estrelas em ascensão do setor de energia solar, prometendo resultados ainda melhores do que os painéis solares de silício se aproveitados corretamente, e aqui é usada para alimentar um catalisador para dividir a água em oxigênio e hidrogênio. Além disso, o dispositivo não custa muito para construir.
A chave para o funcionamento do dispositivo é o método de encapsulamento usado: o modo que os cientistas optaram por adicionar um filme de polímero ao redor da perovskita, protegendo-o de danos se submerso em água.
(Jia Liang)
Ao proteger a célula solar, o polímero também permite a entrada da luz solar e serve como um isolador entre as células e os eletrodos. Melhorias nesse encapsulamento e na eficiência das células solares devem ser possíveis com mais pesquisas e, mais adiante, o dispositivo pode até oferecer uma fonte de energia autossustentável.
“Com um design de sistema inteligente, é possível criar um loop auto-sustentável”, diz Lou. “Mesmo quando não há luz solar, você pode usar a energia armazenada na forma de combustível químico. Você pode colocar os produtos de hidrogênio e oxigênio em tanques separados e incorporar outro módulo como uma célula de combustível para transformar esses combustíveis de volta em eletricidade”.
Ainda há muito trabalho a ser feito, mas o novo dispositivo resolve uma série de problemas enfrentados por projetos anteriores – a impermeabilização do perovskita até certo ponto significa que ele pode ser colocado diretamente na água, por exemplo, acelerando o processo. A equipe também considerou a extração de oxigênio e hidrogênio, em vez de uma ou outra.
Os cientistas estão ocupados experimentando o uso de perovskita e outros materiais em conjunto, para tentar melhorar a quantidade de eletricidade que podemos gerar a partir do sol.
Uma das desvantagens do uso de células solares baseadas em cristais de perovskita é que elas podem ser caras de fabricar, mas, neste estudo, alternativas mais baratas foram trocadas – carbono ao invés de platina, por exemplo.
“Isso reduz a barreira de entrada para adoção comercial”, diz Lou. “Dispositivos integrados como este são promissores porque criam um sistema que é sustentável”.
A pesquisa foi publicada no ACS Nano.
