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Folha artificial neutra em carbono produz gás de síntese usando luz solar

Compartilhe:     |  5 de novembro de 2019

Uma folha artificial neutra em carbono mostrou-se capaz de produzir gás de síntese, de forma sustentada e simples, diretamente a partir da luz do Sol e do ar ambiente.

“Você pode não ter ouvido falar do próprio gás de síntese, mas todos os dias você consome produtos que foram criados utilizando-o. Ser capaz de produzi-lo de forma sustentável é uma etapa crítica para fechar o ciclo global do carbono e estabelecer uma indústria química e de combustíveis sustentável,” disse o professor Erwin Reisner, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido.

Atualmente, o gás de síntese é produzido a partir de uma mistura de hidrogênio e monóxido de carbono e é usado para produzir uma variedade de commodities, como combustíveis, produtos farmacêuticos, plásticos e fertilizantes.

A folha artificial, como seria de se esperar, é inspirada na fotossíntese, na qual as folhas naturais das plantas usam a luz solar para transformar dióxido de carbono em alimento.

Folha artificial para qualquer clima

Na folha artificial, dois absorvedores de luz, semelhantes às moléculas nas plantas que coletam a luz solar, são combinados com um catalisador feito de cobalto.

Quando o dispositivo é imerso em água, um dos absorvedores de luz usa o catalisador para produzir oxigênio, enquanto o outro realiza a reação química que reduz o dióxido de carbono e a água em monóxido de carbono e hidrogênio, formando a mistura de gás de síntese.

Como um bônus adicional, os absorvedores de luz funcionam mesmo sob os baixos níveis de luz solar em um dia chuvoso ou nublado.

“Isso significa que você não está limitado a usar essa tecnologia apenas em países quentes ou a operar o processo apenas durante os meses de verão,” disse o pesquisador Virgil Andrei, que construiu a folha artificial. “Você pode usá-la do amanhecer ao anoitecer, em qualquer lugar do mundo.”

Folha artificial produz gás de síntese usando luz solar

Esquema da folha artificial.
[Imagem: Virgil Andrei et al. – 10.1038/s41563-019-0501-6]

Tecnologia das folhas artificiais

Já existem várias versões de folhas artificiais em desenvolvimento, mas a maioria delas produz “apenas” hidrogênio – o campo é extremamente promissor, mas a eficiência do processo ainda é baixa.

Como o gás de síntese já é utilizado para fazer combustíveis líquidos, a equipe vai tentar agora produzir o combustível líquido diretamente no seu reator biomimético, sem precisar passar pela etapa intermediária.

“Nosso objetivo é criar produtos sustentáveis, como o etanol, que possam ser facilmente utilizados como combustível,” disse Andrei. “É um desafio produzi-lo em um passo a partir da luz solar, usando a reação de redução de dióxido de carbono. Mas estamos confiantes de que estamos indo na direção certa e que temos os catalisadores certos, por isso acreditamos que poderemos produzir um dispositivo que possa demonstrar esse processo em um futuro próximo.”

Bibliografia:

Artigo: Bias-free solar syngas production by integrating a molecular cobalt catalyst with perovskite-BiVO4 tandems
Autores: Virgil Andrei, Bertrand Reuillard, Erwin Reisner
Revista: Nature Materials
DOI: 10.1038/s41563-019-0501-6



Fonte: Inovação Tecnológica



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