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H2O2. Os cientistas conseguiram produzir combustível usando água do mar

H2O2. Os cientistas conseguiram produzir combustível usando água do mar


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É o primeiro método fotocatalítico de produção de H2O2 que atinge uma eficiência alta o suficiente para que H2O2 possa ser usado em uma célula de combustível.

Os pesquisadores, liderados por Shunichi Fukuzumi da Universidade de Osaka, publicaram um artigo sobre o novo método de produção de peróxido de hidrogênio fotocatalítico em uma edição recente da Nature Communications.

"O recurso mais abundante na Terra, a água do mar, é usado para produzir um combustível solar que é H2O2", disse Fukuzumi a Phys.org.

A maior vantagem de usar H2O2 líquido em vez de gás hidrogênio (H2), como a maioria das células de combustível usa hoje, é que a forma líquida é muito mais fácil de armazenar em altas densidades. Normalmente, o gás H2 deve ser altamente comprimido ou, em certos casos, resfriado ao estado líquido em temperaturas criogênicas. Em contraste, H2O2 líquido pode ser armazenado e transportado em altas densidades com muito mais facilidade e segurança.

O problema é que, até agora, não houve um método fotocatalítico eficiente de produção de H2O2 líquido. Existem maneiras de produzir H2O2 que não usam a luz solar, mas exigem tanta energia que não são práticas para uso em um método que se destina a produzir energia.

No novo estudo, os pesquisadores desenvolveram uma nova célula fotoeletroquímica, que é basicamente uma célula solar que produz H2O2. Quando a luz solar ilumina o fotocatalisador, ela absorve fótons e usa a energia para iniciar reações químicas (oxidação da água do mar e redução de O2), produzindo finalmente H2O2.

Após a iluminação da célula por 24 horas, a concentração de H2O2 na água do mar atingiu aproximadamente 48 mM, que é muito maior do que os valores registrados anteriormente de aproximadamente 2 mM em água pura. A razão para essa grande diferença é que o cloro carregado negativamente na água do mar é o principal responsável pelo aumento da atividade fotocatalítica.

No geral, o sistema tem uma eficiência total de eletricidade solar de 0,28%. (A produção fotocatalítica de H2O2 da água do mar tem uma eficiência de 0,55%, e a célula a combustível tem uma eficiência de 50%).

Embora a eficiência total se compare favoravelmente com a de algumas outras fontes de energia solar em eletricidade, como o biocombustível switchgrass (0,2%), ainda é muito inferior à eficiência das células solares convencionais. Os pesquisadores esperam que a eficiência possa ser melhorada no futuro, usando melhores materiais na célula fotoeletroquímica, e eles também planejam encontrar métodos para reduzir o custo de produção.

"No futuro, pretendemos trabalhar no desenvolvimento de um método de baixo custo para a produção em grande escala de H2O2 a partir da água do mar", disse Fukuzumi. "Isso pode substituir a atual produção de H2O2 de alto custo de H2 (principalmente do gás natural) e O2."

Europa Press


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