p Uma equipe de pesquisa do Instituto de Tecnologia de Tóquio (Tokyo Tech) e da Universidade de Kanazawa desenvolveu um dispositivo ecologicamente correto que usa energia solar para catalisar uma reação de oxidação eletroquímica com alta eficiência. p As fontes de energia verde constituem um campo de pesquisa quente globalmente devido à atual crise ambiental e à necessidade de evitar energias não renováveis ​​(combustíveis fósseis). Os pesquisadores têm procurado maneiras de aproveitar e colher energia solar por décadas, e dispositivos fotovoltaicos, que convertem luz em eletricidade, estão em alta demanda.

p O estudo desses dispositivos progrediu desde a década de 1970, após os choques econômicos causados ​​pelos preços do petróleo. Embora a maioria dos avanços tenha sido feita para células solares à base de silício, os cientistas demonstraram que os dispositivos fotovoltaicos orgânicos também podem atingir um desempenho aceitável. O uso de materiais orgânicos é vantajoso porque eles podem ser impressos e pintados como processos ecológicos, ao contrário dos processos de silício. Os materiais orgânicos também vêm em grande variedade, tornando possível personalizá-los para cada aplicação específica.

p As células solares fotovoltaicas orgânicas consistem em uma "camada ativa" imprensada entre dois eletrodos diferentes (um eletrodo frontal transparente e um eletrodo traseiro). A camada ativa é onde a mágica começa; a energia dos fótons da luz incidente é transferida para os elétrons do material por meio de colisões, excitá-los e colocá-los em movimento, deixando para trás pseudo-partículas carregadas positivamente conhecidas como "buracos". Estes não existem tecnicamente, mas pode ser usado para descrever aproximadamente o comportamento elétrico do material. A importância dos eletrodos reside em que cada um deve coletar um tipo dessas partículas carregadas (um reúne os orifícios, e os outros elétrons) para evitar que se recombinem na camada ativa. Os elétrons fluem através de um circuito externo que está conectado a ambos os eletrodos, criando eletricidade a partir da luz.

p Contudo, é um desafio coletar um grande número de elétrons e buracos nos eletrodos e converter luz em eletricidade com alta eficiência. Alguns pesquisadores propuseram usar diretamente os buracos ou elétrons gerados em reações químicas próximas à camada ativa. Assim motivado, uma equipe de pesquisa incluindo o Dr. Keiji Nagai, da Tokyo Tech e da Kanazawa University, propôs um procedimento simples de fabricação para um dispositivo fotoeletroquímico orgânico que pode coletar energia solar para promover uma reação de oxidação química.

p A abordagem deles começa com um dispositivo fotovoltaico orgânico convencional, que pode ser facilmente fabricado e cujas características são bem conhecidas, e remover mecanicamente o eletrodo traseiro onde os orifícios são coletados. A camada ativa exposta é revestida com ZnPc e submersa em tiol, como mostrado na Fig. 1. Os buracos gerados pela luz incidente são usados ​​diretamente para a oxidação do tiol, que é catalisado (facilitado) pela camada de ZnPc. Os elétrons excitados fluem através do eletrodo frontal restante, gerar uma corrente elétrica.

p A simplicidade e as vantagens da abordagem de fabricação e a eficiência medida ao coletar a energia da luz são muito promissoras. "A remoção do eletrodo traseiro é uma técnica promissora e repetível para a construção de uma célula fotoeletroquímica bem caracterizada, "explica o Dr. Nagai. Os pesquisadores também estudaram as propriedades topográficas e eletroquímicas da camada ativa revestida com ZnPc para elucidar os princípios de sua atividade catalítica." Os efeitos do revestimento de ZnPc foram claramente observados em nossas análises e consistem no acúmulo efetivo de furos fotogerados, "diz o Dr. Takahashi da Universidade de Kanazawa. Dispositivos ecológicos, como o proposto, fornecem mais maneiras de coletar energia do sol e nos aproximar de um futuro mais verde.