Toda hora, o sol satura a terra com mais energia do que os humanos usam em um ano. Aproveitar parte dessa energia para atender à demanda global tornou-se um grande desafio, com o mundo prestes a dobrar seu consumo de energia em apenas trinta anos.

Em um novo estudo, pesquisadores do Centro de Biodesign para Descoberta Estrutural Aplicada (CASD) e da Escola de Ciências Moleculares da ASU pegam uma página do livro de aula da natureza. Inspirado pela maneira como as plantas e outros organismos fotossintéticos coletam e usam a energia radiante do sol, eles esperam desenvolver tecnologias que colham a luz do sol e a armazenem como combustíveis sem carbono ou com carbono neutro.

"Este artigo descreve uma estratégia geral, mas útil para melhor compreender o papel dos catalisadores em tecnologias emergentes para converter a luz solar em combustíveis, "diz o autor correspondente Gary Moore.

A pesquisa aparece na edição atual do jornal American Chemical Society (ACS). Materiais de energia aplicada e enfeita sua capa.

Apesar dos avanços nas tecnologias de painéis solares, suas limitações são aparentes. Os pesquisadores gostariam de armazenar a energia acumulada do sol de uma forma concentrada, para ser usado quando e onde for necessário. Catalisadores - materiais que agem para acelerar a taxa em que ocorrem as reações químicas - são um ingrediente crítico para coletar a luz solar e armazená-la como combustíveis, através de um processo conhecido como fotoeletrossíntese.

Como os autores demonstram, Contudo, a eficácia dos catalisadores depende criticamente de como eles são usados ​​nas novas tecnologias verdes. O objetivo é maximizar a eficiência energética e, sempre que possível, fazer uso de elementos abundantes na terra.

De acordo com Brian Wadsworth, pesquisador do centro CASD e autor principal do novo estudo, uma abordagem menos é mais para catalisadores pode melhorar o desempenho de dispositivos fotoeletrossintéticos:

"Há uma noção tradicional de que cargas relativamente altas de catalisador são benéficas para maximizar as taxas de reação e desempenho relacionado de materiais catalíticos, "Wadsworth diz." No entanto, esta estratégia de projeto nem sempre deve ser implementada em montagens envolvendo a captura e conversão de energia solar, pois camadas de catalisador relativamente espessas podem prejudicar o desempenho, impedindo que a luz solar alcance um material absorvente de luz subjacente e / ou desfavorecendo o acúmulo de estados cataliticamente ativos. "

A nova pesquisa fornece uma estrutura para uma melhor compreensão do desempenho catalítico em dispositivos de combustível solar e aponta o caminho para novas descobertas.