p No passado recente, houve uma mudança de paradigma para fontes renováveis ​​de energia, a fim de abordar as preocupações relativas à degradação ambiental e diminuição dos combustíveis fósseis. Uma variedade de fontes alternativas de energia verde, como a solar, vento, hidrotérmico, maré, etc, vêm ganhando atenção para reduzir as pegadas de carbono globais. Um dos principais desafios dessas tecnologias de geração de energia é que elas são intermitentes e não estão continuamente disponíveis. p “Não podemos usar a energia solar à noite e a energia eólica quando o vento não está soprando. Mas podemos armazenar a eletricidade gerada em algumas outras formas e utilizá-la sempre que necessário. É assim que a divisão da água preenche a lacuna e se tornou muito promissora tecnologia de armazenamento de energia, "disse o professor Masayuki Yagi, que realiza pesquisas sobre materiais de armazenamento de energia e tecnologia no Departamento de Ciência e Tecnologia de Materiais, Faculdade de Engenharia / Escola de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia, Niigata University. A divisão da água é uma das soluções promissoras de armazenamento de energia que potencialmente levaria o mundo a uma economia movida a hidrogênio.

p O processo de dissociação da água, alternativamente conhecido como fotossíntese artificial, tradicionalmente emprega eletricidade para dividir a molécula de água por meio de duas meias reações em uma célula eletroquímica. A reação de evolução de hidrogênio ocorre no cátodo onde o combustível de hidrogênio é gerado e a oxidação da água ocorre no ânodo onde o oxigênio respirável é liberado. Embora a água seja uma molécula simples constituída por apenas três átomos, o processo de dissociação é bastante intenso e desafiador.

p A energia inicial, conhecido em termos científicos como superpotencial, desempenha um papel crucial em influenciar o progresso da reação. Para os materiais explorados até agora, a energia inicial necessária para desencadear a evolução do hidrogênio no cátodo e a evolução do oxigênio no ânodo é tão alta que o processo aumenta o custo geral da reação, deste modo, prejudicando sua utilização comercial. Esta é uma grande preocupação no ânodo, porque a reação de evolução do oxigênio envolve a transferência de quatro elétrons, o que exige uma energia inicial mais alta em comparação com a reação no cátodo.

p A equipe de pesquisa do Prof. Yagi na Universidade de Niigata, em associação com colaboradores de pesquisa na Universidade Yamagata, estão investigando a divisão eletrocatalítica da água e para abordar as principais deficiências. Eles tiveram sucesso no desenvolvimento de um processo eficiente de dissociação de água usando nano-compostos à base de níquel como ânodos, que foi publicado como um artigo científico em Energia e Ciência Ambiental em 20 de maio.

p Neste estudo, A equipe do Prof. Yagi observou que o ânodo baseado em nanofios de sulfeto de níquel tem auxiliado na redução da energia inicial necessária para a reação de evolução do oxigênio. "Nós fabricamos o ânodo usando um motivo exclusivo de nanofios de sulfeto de níquel embutidos em bainhas de nitreto de carbono. As bainhas de nitreto de carbono evitam a região central do NiS _x varas se transformam em óxido, assim protegendo-os de degradação adicional. Na superfície dos nanofios de sulfeto de níquel, um filme fino de óxido é formado devido ao contato com a solução eletrolítica, o que facilita a reação de evolução de oxigênio, "explicou o Prof. Yagi.

p A equipe de pesquisa observou, com o auxílio de técnicas avançadas de microscopia e medições eletroquímicas, que o ânodo fabricado ajuda a reduzir a energia inicial, que acelera o processo de transferência de quatro elétrons na reação de evolução do oxigênio. A descoberta da pesquisa da equipe do Prof. Yagi tem um potencial imenso para melhorar o desempenho a longo prazo e a estabilidade da célula eletroquímica.

p Este estudo de pesquisa é um marco importante para melhorar a eficiência da tecnologia de divisão de água. Prof. Yagi disse, "Este resultado é um grande avanço no sistema de separação eletrocatalítico de água e pode, sem dúvida, contribuir para concretizar a sociedade humana descarbonizada em um futuro próximo."