p Pesquisadores da Universidade de Osaka criam um novo material baseado em ouro e fósforo preto para produzir combustível de hidrogênio limpo usando todo o espectro da luz solar p As mudanças climáticas globais e a crise energética significam que alternativas aos combustíveis fósseis são urgentemente necessárias. Entre os combustíveis mais limpos com baixo teor de carbono está o hidrogênio, que pode reagir com o oxigênio para liberar energia, não emitindo nada mais prejudicial do que água (H2O) como o produto. Contudo, a maior parte do hidrogênio na terra já está bloqueado em H2O (ou outras moléculas), e não pode ser usado para energia.

p O hidrogênio pode ser gerado pela divisão de H2O, mas isso usa mais energia do que o hidrogênio produzido pode devolver. A divisão da água é muitas vezes impulsionada pela energia solar, a chamada conversão "solar em hidrogênio". Materiais como óxido de titânio, conhecidos como semicondutores com o gap largo, são tradicionalmente usados ​​para converter a luz solar em energia química para a reação fotocatalítica. Contudo, esses materiais são ineficientes porque apenas a parte ultravioleta (UV) da luz é absorvida - o espectro restante da luz solar é desperdiçado.

p Agora, uma equipe da Universidade de Osaka desenvolveu um material para coletar um espectro mais amplo de luz solar. Os compostos de três partes deste material maximizam a absorção de luz e sua eficiência para separação da água. O núcleo é um semicondutor tradicional, óxido de titânio de lantânio (LTO). A superfície LTO é parcialmente revestida com pequenas partículas de ouro, conhecido como nanopartículas. Finalmente, o LTO coberto de ouro é misturado com folhas ultrafinas do elemento fósforo negro (BP), que atua como um absorvedor de luz.

p "BP é um material maravilhoso para aplicações solares, porque podemos ajustar a frequência da luz apenas variando sua espessura, de ultrafino a volumoso, "diz o líder da equipe, Tetsuro Majima." Isso permite que nosso novo material absorva a luz visível e até próxima do infravermelho, que nunca poderíamos alcançar apenas com LTO. "

p Ao absorver essa ampla faixa de energia, BP é estimulado a liberar elétrons, que são então conduzidas para as nanopartículas de ouro que revestem o LTO. Nanopartículas de ouro também absorvem luz visível, fazendo com que alguns de seus próprios elétrons fossem expelidos. Os elétrons livres nas nanopartículas de BP e ouro são então transferidos para o semicondutor LTO, onde atuam como uma corrente elétrica para a divisão da água.

p A produção de hidrogênio usando este material é aprimorada não apenas pelo espectro mais amplo de absorção de luz, mas pela condução de elétrons mais eficiente, causado pela interface única entre materiais bidimensionais de BP e LTO. Como resultado, o material é 60 vezes mais ativo do que o LTO puro.

p "Ao colher eficientemente a energia solar para gerar combustível limpo, este material pode ajudar a limpar o meio ambiente, "Majima diz." Além disso, esperamos que nosso estudo do mecanismo estimule novos avanços na tecnologia de fotocatalisadores. "