terça-feira, 6 de junho de 2023

FOLHA ARTIFICIAL

 

Folha artificial produz combustíveis líquidos limpos e prontos para uso

Uma folha artificial individual presa a um suporte de metal.


FOTOSÍNTESE ARTIFICIAL 

Alimentada unicamente por energia solar, uma nova tecnologia converte dióxido de carbono (CO2) e água em combustíveis líquidos, que podem ser adicionados diretamente ao motor de um carro.

A tecnologia pertence ao campo da fotossíntese artificial, neste caso produzindo etanol ou propanol diretamente, em uma única etapa - a fotossíntese artificial também pode ser usada para produzir hidrogênio solar.

Ao contrário dos combustíveis fósseis, esses ombustíveis solares produzem emissões líquidas zero de carbono e são completamente renováveis e, ao contrário da maioria dos biocombustíveis, não desviam nenhuma terra agrícola da produção de alimentos.

Embora a tecnologia ainda esteja em escala de laboratório, os pesquisadores afirmam que suas folhas artificiais são um passo importante na transição de uma economia baseada em combustíveis fósseis.

"Jogar a luz do Sol sobre as folhas artificiais e obter combustível líquido a partir do dióxido de carbono e da água é um truque incrível de química," disse o professor Motiar Rahaman, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido. "Normalmente, quando você tenta converter CO2 em outro produto químico usando um dispositivo de folha artificial, quase sempre obtém monóxido de carbono ou gás de síntese, mas aqui conseguimos produzir um combustível líquido prático apenas usando a energia do Sol. É um avanço empolgante que abre novos caminhos em nosso trabalho."

Folha artificial produz combustíveis líquidos limpos e prontos para uso



DIAGRAMA DA FOLHA ARTIFICIAL 

Combustíveis líquidos e limpos

Até agora, as folhas artificiais só conseguiam produzir produtos químicos simples, como gás de síntese, uma mistura de hidrogênio e monóxido de carbono que é usada para produzir combustíveis, produtos farmacêuticos, plásticos e fertilizantes. Mas, para tornar a tecnologia mais prática, ela precisa ser capaz de produzir produtos químicos mais complexos diretamente.

Agora, esta nova folha artificial conseguiu produzir diretamente etanol e propanol limpos em uma única etapa movida a energia solar - sem a necessidade da etapa intermediária de produção de gás de síntese.

Isso foi possível com um catalisador à base de cobre e paládio, que foi otimizado de forma a permitir que a folha artificial produza compostos químicos mais complexos, especificamente os álcoois multicarbonados etanol e n-propanol. Esses dois álcoois são combustíveis de alta densidade energética, que podem ser facilmente transportados e armazenados.

Outros cientistas já haviam conseguido produzir produtos químicos semelhantes usando energia elétrica, mas esta é a primeira vez que produtos químicos complexos com estes foram produzidos com uma folha artificial usando apenas a energia do Sol.



Folha artificial produz combustíveis líquidos limpos e prontos para uso

Aqui as folhas artificiais estão montadas no fotorreator. Este é o equipamento que deverá ser escalonado para uso industrial.

No momento o pequeno reator é apenas uma prova de conceito, com uma eficiência que pode ser taxada de modesta. Mas a equipe já está trabalhando para otimizar os absorvedores de luz - para captar mais luz solar - e otimizar o catalisador - para converter mais luz solar em combustível.

"Mesmo que ainda haja trabalho a ser feito, demonstramos o que essas folhas artificiais são capazes de fazer," disse o professor Erwin Reisner. 

"É importante mostrar que podemos ir além das moléculas mais simples e fazer coisas que são diretamente úteis à medida que nos afastamos dos combustíveis fósseis."


BIBLIOGRAFIA

Artigo: Solar-driven liquid multi-carbon fuel production using a standalone perovskite-BiVO4 artificial leaf

Autores: Motiar Rahaman, Virgil Andrei, Demelza Wright, Erwin Lam, Chanon Pornrungroj, Subhajit Bhattacharjee, Christian M. Pichler, Heather F. Greer, Jeremy J. Baumberg, Erwin Reisner

Revista: Nature Energy

DOI: 10.1038/s41560-023-01262-3

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FONTE:

INOVAÇÃO TECNOLOGICA








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