Eletrônica movida a hidrogênio, viajar por, e muito mais pode estar um passo mais perto, graças ao trabalho de uma equipe colaborativa de cientistas no Japão. Os pesquisadores desenvolveram um método eficiente para produzir um componente-chave necessário para converter a energia solar e água em combustível de hidrogênio, um processo denominado separação fotoeletroquímica da água. Eles publicaram seus resultados em outubro em Materiais de energia aplicada , um jornal da American Chemical Society.

“Com a abundância de energia solar e água, a divisão fotoeletroquímica da água é uma maneira promissora de aliviar o meio ambiente global e os problemas de armazenamento de energia, "disse o autor principal Katsuya Teshima, professor do Departamento de Química de Materiais e diretor do Centro de Energia e Ciências Ambientais da Universidade Shinshu. Teshima também é afiliada ao Instituto de Tecnologia Nanshin da Prefeitura de Nagano.

Na rachadura da água, um ânodo de foto, que é um semicondutor e um cátodo de metal, absorve a luz solar. O semicondutor absorve fótons de alta energia dessa luz, que força a divisão das moléculas em torno do semicondutor. Isso faz com que o oxigênio se divorcie do hidrogênio e se combine com outras moléculas de oxigênio livres. Os pares de hidrogênio e pares de oxigênio podem ser canalizados separadamente para os cátodos apropriados para serem armazenados e usados ​​como energia.

O problema, Contudo, de acordo com Teshima e colega de trabalho, Suzuki, é que os primeiros fotoanodos propostos só podiam absorver luz ultravioleta, que representa cerca de cinco por cento do espectro solar. Feito de óxido de titânio, esses anodos fotográficos são altamente eficientes na conversão da energia solar que capturam, mas não são uma opção viável para uso industrial porque captam muito pouca energia solar.

Teshima e sua equipe recorreram ao nitreto de tântalo, um dos materiais responsivos à luz mais promissores disponíveis para uso em separação de água. Não só pode absorver a luz visível, mas também pode absorver luz com um comprimento de onda de até 600 nanômetros, o que permite ainda mais absorção de luz. Os pesquisadores fabricaram anteriormente os cristais de nitreto de tântalo, mas o processo era complicado e a camada de cristal resultante variava em espessura e cobertura. Tal irregularidade pode levar a esforços ineficientes ou até mesmo completamente ineficazes de divisão da água.

Nesta nova tentativa, Teshima colocou as amostras de tântalo metálico em cima de compostos de sódio em pó, e aquecido com gás amônia em altas temperaturas. Os pesquisadores puderam controlar o quão uniformemente os compostos de sódio reagiram com o tântalo, bem como o quão espessa a camada de cristal cresceu, alterando a proporção dos compostos de sódio, a temperatura, e o tempo.

"Nosso objetivo final é produzir gases de hidrogênio e oxigênio de forma eficiente a partir da água natural usando nosso ânodo fotográfico de fluxo crescente, "Teshima disse." Como os problemas ambientais e de energia são questões globais, queremos contribuir com suas soluções. "