Nascem primeiros painéis de fotossíntese artificial

Redação do Site Inovação Tecnológica 

Os painéis de fotossíntese artificial produzidos ainda são pequenos, mas a técnica pode ser aplicada em grandes dimensões. [Imagem: Xiaoyun Yu et al. - 10.1038/ncomms8596]

Energia solar e hidrogênio

São várias as técnicas em desenvolvimento no campo da fotossíntese artificial, que busca uma forma de usar a energia solar para quebrar moléculas de água e produzir hidrogênio.

O hidrogênio é uma fonte de energia interessante porque tanto poderia ser utilizado diretamente nas usinas térmicas atuais - sendo queimado para produzir eletricidade ou vapor nas indústrias, por exemplo -, como em células a combustível, produzindo eletricidade sem a emissão de qualquer poluente.

Isto não é possível hoje porque o hidrogênio é produzido a partir do gás natural - o que, de certa forma, o torna um "neto" dos chamados combustíveis fósseis.

Xiaoyun Yu e seus colegas da Escola Politécnica Federal de Lausanne, na Suíça, desenvolveram agora uma solução para a fotossíntese artificial que prima pela simplicidade e pelo baixo custo, podendo finalmente apontar o caminho para a conversão de uma economia baseada em fontes de energia sujas para fontes de energia limpas.

Painel de fotossíntese artificial

O processo de fotossíntese artificial - a quebra da molécula de água para produzir o hidrogênio - é feito por uma folha monoatômica de disseleneto de tungstênio, um material bidimensional menos famoso do que o grafeno, mas já usado para construir nanolasers.

Os materiais bidimensionais são muito bons em converter a luz solar em eletricidade, mas é difícil fabricá-los nas dimensões de um painel solar - ou de um painel de fotossíntese artificial.

Esquema da técnica de fabricação das folhas bidimensionais de disseleneto de tungstênio. [Imagem: Xiaoyun Yu et al. - 10.1038/ncomms8596]

Yu e seus colegas resolveram a questão aspergindo seu material entre dois líquidos que não se misturam - água e óleo. Isto criou uma parede que pressionou os cristais de disseleneto de tungstênio. A aplicação de vibrações sônicas fez com que esses cristais se esfoliassem e formassem uma película - ou filme fino - do material monocamada.

Os líquidos foram então removidos e o filme fino foi cuidadosamente transferido para uma base de plástico flexível, criando um painel solar pronto para produzir hidrogênio.

"[A técnica] é adequada para processamento rolo a rolo de alta velocidade. Considerando a estabilidade desses materiais e a facilidade relativa do nosso método de deposição, isto representa um importante avanço rumo a uma conversão energia solar-combustível líquido viável economicamente," disse o professor Kevin Sivula, orientador do trabalho.

Bibliografia:

Self-assembled 2D WSe2 thin films for photoelectrochemical hydrogen production
Xiaoyun Yu, Mathieu S. Prévot, Néstor Guijarro, Kevin Sivula
Nature Communications
Vol.: 6, Article number: 759
DOI: 10.1038/ncomms8596