Cientistas criam método inédito capaz de produzir hidrogênio utilizando água e energia solar

Cientistas criam método inédito capaz de produzir hidrogênio utilizando água e energia solar

A grande inovação está no pequeno disco visto no centro do dispositivo. –
Imagem: Marina Caretti
O hidrogênio verde é o futuro do mercado de energias renováveis e, sabendo disso, cientistas estão buscando novos métodos para produzir o combustível a partir de fontes renováveis como a energia solar.

Cientistas, ambientalistas e engenheiros buscam desenvolver há décadas um dispositivo que possa ser alimentado por energia solar, que colete água através da umidade do ar ambiente e disponibilize hidrogênio verde, o combustível limpo que está gerando muita expectativa no mercado. Atualmente, dois avanços simultâneos no setor mostram que este sonho não está longe de ser atingido e os dois estão avançados tecnologicamente, foram descobertos no final do ano passado.

Pesquisadores Suíços desenvolvem novo método de produzir hidrogênio verde

Marina Caretti e outros cientistas da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, criaram um sistema engenhoso, entretanto simples, que une a tecnologia dos semicondutores utilizados nas células solares e na eletrônica com novos eletrodos para quebrar as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio.

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O grande foco, na verdade, não está exatamente nestes eletrodos, que possuem duas características principais: sua porosidade ideal para maximizar o contato com a água no ar, e sua transparência, para maximizar a exposição à luz do revestimento semicondutor. O conjunto utiliza energia solar para que as moléculas de água presentes na umidade normal do ar sejam quebradas, gerando hidrogênio limpo.

Desta forma, a inovação pode se enquadrar na categoria de fotossíntese artificial, tendo em vista que age de forma semelhante como as plantas transformam energia solar em energia química utilizando o CO2 da atmosfera. Os eletrodos transparentes de difusão de gás, revestidos com o material semicondutor coletor de luz, funcionam como uma folha artificial, coletando água do ar e utilizando a energia solar para produzir hidrogênio verde.

Apesar da equipe não ter medido a eficiência do método, reconhecem que ela é simples para este protótipo. Entretanto, com base nos materiais usados, a eficiência teórica máxima de conversão de energia solar em hidrogênio é de 12%. A mesma equipe de cientistas já obteve uma eficiência de 14,2% na produção de hidrogênio solar utilizando materiais de alto custo.

EUA também gera inovação na produção de hidrogênio verde

A segunda inovação veio pelas mãos de Peng Zhou e outros cientistas da Universidade de Michigan, nos EUA, que desenvolveram um tipo de painel solar que atingiu a eficiência de 9% na conversão de água em hidrogênio e oxigênio, também semelhante à fotossíntese. Por atuar ao ar livre, e não possuir condições controladas de laboratório, o protótipo representa um avanço na tecnologia, sendo quase 10 vezes mais eficiente do que experimentos solares deste tipo.

Peng Zhou afirma que em seu experimento foi reduzido o tamanho do semicondutor em mais de 100 vezes se comparado com alguns semicondutores que atuam apenas com baixa intensidade de luz, destacando que essa redução faz com que a luz solar seja concentrada através de lentes até 160 vezes maior que o brilho normal do Sol sem danificar os semicondutores, ampliando muito a eficiência operacional da célula, apesar de impor outras restrições de engenharia para uso prático.

Empresa desenvolve painel solar que gera hidrogênio para uso residencial

A empresa KU Leuven está desenvolvendo painéis solares que podem gerar hidrogênio verde com água da atmosfera. Os pesquisadores da empresa estão há mais de dez anos desenvolvendo esta tecnologia, sendo que o protótipo final foi incorporado em um design atrativo pela empresa Comate Engineering & Design.

Estes novos painéis solares são, além de tudo, idênticos aos painéis solares convencionais, entretanto, em vez de serem ligados por um cabo elétrico, são ligados por tubos de gás.

A camada superior do painel gera energia, sob ele há um sistema de tubos que gera o hidrogênio a partir da extração das moléculas de água existentes no ar.

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