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Ouro e platina são usados em novo material para gerar hidrogênio a partir de sal e água poluída

July 29, 2020

Tanque de hidrogênio para o Toyota Mirai. (Imagem de referência de Mario Roberto Durán Ortiz, Wikimedia Commons).

 

Pesquisadores da República Tcheca e da Rússia desenvolveram um novo material que usa ouro, platina e cromo para gerar moléculas de hidrogênio a partir de água doce, salgada e poluída pela exposição à luz solar infravermelha.

O objetivo por trás desse desenvolvimento é que a solução se torne outra ferramenta verde para ajudar a enfrentar o desafio global da energia.

Em um artigo publicado na revista ACS Applied Materials & Interfaces, os cientistas explicam que o material é uma estrutura de três camadas com uma espessura de 1 micrômetro. A camada inferior é uma fina película de ouro, a segunda é de platina de 10 nanômetros e a terceira é uma película de estruturas metal-orgânicas de compostos de cromo e moléculas orgânicas.

“Durante os experimentos, regamos o material e selamos o recipiente para coletar amostras periódicas de gás para determinar a quantidade de hidrogênio. A luz infravermelha causou a excitação da ressonância plasmática na superfície da amostra. Os elétrons quentes gerados no filme de ouro foram transferidos para a camada de platina. Esses elétrons iniciaram a redução de prótons na interface com a camada orgânica. Se os elétrons atingem os centros catalíticos das estruturas metal-orgânicas, estes últimos também foram usados ​​para reduzir prótons e obter hidrogênio”, disse Olga Guselnikova, principal autora do estudo, em comunicado à imprensa.

Experimentos subsequentes mostraram que 100 centímetros quadrados do material podem gerar 0,5 litros de hidrogênio em uma hora. Essa é uma das taxas mais altas registradas para materiais 2D.

“Nesse caso, a estrutura metal-orgânica também atuou como um filtro. Ele filtrou as impurezas e passou a água já purificada sem impurezas para a camada de metal”, disse Guselnikova. “É muito importante porque, embora haja muita água na Terra, seu volume principal é de água salgada ou poluída. Assim, devemos estar prontos para trabalhar com esse tipo de água.”

Segundo o pesquisador, o trabalho futuro deve se concentrar em melhorar o material para torná-lo eficiente para os espectros de infravermelho e visível. Isso permitiria que ele funcionasse com 93% do volume espectral da luz solar.

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