lovesouthernsocial.com

Noua metodă ar fi foarte importantă pentru obținerea energiei

Poate că ați auzit despre procesul prin care plantele și alte organisme transformă lumina soarelui în energie chimică. Datorită fotosintezei, un proces în care plantele sau algele eliberează oxigen (O 2 ) și consumă dioxid de carbon (CO 2 ), viața pe Pământ continuă să existe. Dar dacă am putea reproduce artificial o astfel de metodă naturală de obținere a energiei?

Un grup de cercetători de la Institutul de Chimie (IQ) al Universității de Stat din Campinas (Unicamp) a dezvoltat materiale la scară nanometrică (miliardea parte dintr-un metru) pentru a încerca să desfășoare fotosinteza în mod artificial, cu scopul principal de a produce energie.

„Pe baza cunoștințelor existente despre sistemul natural de fotosinteză realizat de plante, încercăm să reproducem punctele esențiale pentru funcția fotosintetică în materiale artificiale, pentru electricitate sau chiar combustibil din energia solară”, a spus Jackson Dirceu Megiatto Júnior, profesor la IQ-ul Unicamp, către Agenția FAPESP.

Ideea fotosintezei artificiale a început la începutul secolului al XX-lea, dar a fost considerată posibilă abia acum câțiva ani, cu unele progrese științifice care au permis, în laborator, utilizarea energiei solare și a apei pentru a genera hidrogen și oxigen gazos. , potrivit regizorului Megiatto .

Dintre inovații, poate cea principală sunt materialele catalizatoare care accelerează reacțiile atunci când sunt activate de energia solară, descompunând moleculele de apă în hidrogen și oxigen.

De asemenea, au fost dezvoltate panouri solare din siliciu, deschizând perspectiva conectării acestor materiale fotoactive la celulele de combustibil convenționale – celule electrochimice care transformă substanțele chimice în energie electrică prin combinarea hidrogenului și gazelor de oxigen pentru a forma din nou molecule de apă. Potrivit lui Dirceu Megiatto, provocarea este conectarea materialelor la o pilă de combustie. „Dacă suntem capabili să folosim hidrogenul și oxigenul produse de materiale noi într-o pilă de combustibil, va fi posibil să generăm din nou apă și electricitate și să închidem ciclul de realizare a fotosintezei artificiale”, a spus el.

Cu toate acestea, există câteva dezavantaje la utilizarea plăcii de silicon ca material pentru fotosinteză: costuri ridicate și manipulare dificilă pentru a obține puritatea dorită.

Alternativa la silicon

S-a căutat un material natural alternativ pentru a produce fotosinteza artificială, deoarece panourile solare de siliciu nu erau viabile la acea vreme. IQ-ul Unicamp a căutat această alternativă în natură însăși. Nu există catalizator mai bun decât clorofila, un pigment care, pe lângă faptul că îi conferă o culoare verde, este folosit în mod natural și de plante pentru fotosinteză. „Aceste molecule sunt calea de ieșire din natură pentru a putea absorbi energia solară. Procesul lor de sinteză chimică este însă dificil și costisitor”, a comentat Megiatto.

Prin urmare, a fost creată o clorofilă artificială, numită porfirina. Este mai ușor de utilizat și are o stabilitate chimică pe care clorofila naturală nu o oferă.

„Aceste materiale, atunci când sunt conectate la catalizatori, s-au dovedit a fi foarte promițătoare pentru transformarea energiei solare în energie chimică prin oxidarea moleculelor de apă, dar, în prezent, ele sunt studiate doar în soluție apoasă și nu într-un proces fotosintetic. dispozitiv real”, a declarat Megiatto.

Acum obiectivul este de a forma o peliculă polimerică fotoactivă cu moleculele generate, pentru a dezvolta un material solid, și a le depune pe plăci (electrozi) metalice și semiconductoare, necesare funcționării unei celule solare.

„Cunoștințele dobândite în acest proiect pot fi aplicate și în cercetarea agricolă pentru a crește randamentul plantelor utilizate pentru producerea de biocombustibili”, a concluzionat Megiatto.

Sursa: Agentia FAPESP