Os pesquisadores liderados pela Universidade de Osaka desenvolvem um novo fotocatalisador livre de metal e mostram a produção de hidrogênio a partir da água, gerada por luz visível e próxima ao infravermelho.

Osaka - O hidrogênio é o elemento mais abundante no universo, e é considerado por muitos como um potencial combustível limpo do futuro. Água e combustíveis fósseis contêm grandes quantidades de hidrogênio, mas desbloquear o combustível dihidrogênio molecular a partir dessas fontes consome uma grande quantidade de energia, lançando dúvidas sobre qualquer economia futura de hidrogênio. Transformar água em hidrogênio usando energia solar pode abrir caminho para um combustível de hidrogênio barato e limpo. Contudo, este processo atualmente depende de fotocatalisadores contendo metais preciosos caros, limitando sua capacidade.

Agora, pesquisadores centrados na Universidade de Osaka desenvolveram um novo tipo de fotocatalisador para a produção de hidrogênio a partir da água, que não é apenas isento de metais caros, mas também absorve uma faixa mais ampla de luz solar do que nunca. O grupo relatou recentemente suas descobertas no Jornal da American Chemical Society .

"Ficamos satisfeitos em encontrar uma boa quantidade de hidrogênio produzido a partir da água usando nosso novo fotocatalisador composto com nitreto de carbono grafítico e fósforo preto, "diz o autor principal, Tetsuro Majima." Mas o que não esperávamos encontrar era que, mesmo ao usar luz de baixa energia, no infravermelho próximo, o fotocatalisador continuou a produzir hidrogênio. "

Como o grafite, nitreto de carbono grafítico se forma em grandes folhas, mas as folhas de nitreto de carbono também têm orifícios que podem interagir com as moléculas de hidrogênio. No passado, fotocatalisadores baseados em nitreto de carbono precisam da ajuda de metais preciosos para produzir hidrogênio a partir da água. Os pesquisadores descobriram que o metal pode ser substituído por uma espécie de fósforo, que é um elemento amplamente abundante e barato.

Eles mostraram que seu fotocatalisador era eficaz para produzir hidrogênio a partir da água usando energia de diferentes tipos de luz. Mais raramente, mesmo perto de luz infravermelha com baixa energia pode impulsionar a produção de hidrogênio.

Estudos do fotocatalisador de trabalho na escala de tempo de picossegundos revelaram que fortes interações entre o nitreto de carbono e o fósforo preto no compósito promoveram a produção de hidrogênio. Quando os dois materiais foram testados separadamente, a energia da luz solar foi rapidamente dissipada e pouco ou nenhum hidrogênio foi produzido.

O autor principal, Tetsuro Majima, diz:"A economia do hidrogênio enfrenta muitos desafios, mas nosso trabalho demonstra o potencial de produção eficiente e barata de hidrogênio a partir da água com um fotocatalisador baseado em elementos amplamente abundantes. Este é um passo importante para tornar outras tecnologias baseadas em hidrogênio economicamente e ambientalmente viáveis. "