sábado, 14 de março de 2020

Cientistas encontram uma maneira de produzir hidrogénio 25 vezes mais eficiente


A opção de combustível de hidrogénio com emissões zero é bastante promissora para reduzir nossa dependência de combustíveis fósseis. E se encontrasse-mos uma maneira de produzi-lo, de uma forma mais barata e sem precisar de quantidades enormes de energia?
 Agora, os cientistas descobriram uma maneira de produzir eficientemente combustível de hidrogénio usando ferrugem e uma fonte de luz.



Ferrugem
Photo//triider.

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A instalação usa apenas alguns ingredientes básicos, luz de uma lâmpada de mercúrio-xenônio, uma solução de água e metanol e um tipo específico de ferrugem (ou óxido de ferro) chamado α-FeOOH . Num novo estudo, os investigadores descreveram como esse método produz 25 vezes mais hidrogénio do que as técnicas existentes que usam catalisadores de dióxido de titânio.
Um dos maiores desafios na produção de combustível de hidrogénio é separar os átomos de hidrogénio de outras moléculas e mantê-los sem perigo de explosão.
No novo método, ao trocar o titânio pela ferrugem, o gás hidrogénio gerado parecia estar impedido de se reagrupar com o oxigénio, facilitando a separação dos elementos e reduzindo o risco de explosão ao mesmo tempo.
Essa inflamabilidade é uma das razões pelas quais o combustível de hidrogénio ainda não é muito utilizado. A outra é que separar o hidrogénio (da água, metano ou algo semelhante) geralmente consome muito mais energia do que é viável.

"Ficamos realmente surpresos com a produção de hidrogénio usando esse catalisador, porque a maioria dos óxidos de ferro não se reduz ao hidrogénio", diz o cientista de materiais Ken-ichi Katsumata , da Universidade de Ciência de Tóquio no Japão.
"Posteriormente, procuramos a condição para ativar o α-FeOOH e descobrimos que o oxigénio era um fator indispensável, que foi a segunda surpresa, porque muitos estudos mostraram que o oxigénio suprime a produção de hidrogénio capturando os elétrons excitados".
Além de ser mais comum (e, portanto, mais barato) do que outros metais usados ​​como catalisadores para produzir hidrogénio, esse tipo de ferrugem também parece ser muito estável, os pesquisadores relatam que foram capazes de manter as suas experiências de laboratório com sucesso por uma incrível 400 horas.
Considerando que a fonte para o hidrogeno, neste caso, é um simples desperdício orgânico, a nova abordagem pode fazer uma enorme diferença nos sistemas de energia, um processo de produção de hidrogénio que faz mais com menos.



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Seja em um motor de carro ou fabrica, o único subproduto do combustível de hidrogénio é a água. É essa promessa de uma fonte de combustível revolucionária que muitos cientistas trabalham para gerar hidrogénio usando recursos abundantes, como água e luz solar.
Foram testados vários catalisadores com sucesso nos últimos anos, oferecendo aos especialistas uma série de caminhos a serem explorados, mas o desafio de conseguir algo que faça sentido comercialmente ainda precisa ser superado.
Este último estudo descreve um avanço significativo, mas serão necessárias mais pesquisas antes de podermos alimentar nossos carros com hidrogénio. Uma das áreas que a equipa deseja investigar a seguir é por que o oxigénio é tão crucial para o processo de produção (quando foi removido do catalisador, as experiencial falharam).
"A função específica do oxigénio na ativação do α-FeOOH induzido pela luz ainda não foi revelada", diz Katsumata . "Portanto, explorar o mecanismo é o próximo desafio."



Referencia//ScienceAlert


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