Os cientistas da EPFL estão gerando oxigênio a partir da luz solar, água e polímeros semicondutores. Eles apresentam um caminho promissor para a produção econômica e escalonável de combustível solar.

A fotossíntese natural evoluiu para converter água e luz solar em oxigênio (O ₂ ) e energia química armazenada. Nas fábricas este processo não é muito eficiente, no entanto, a possibilidade de converter a luz solar em combustível químico de uma maneira econômica e globalmente escalonável é um método muito atraente para reduzir nossa dependência de combustíveis fósseis. Como tal, cientistas têm procurado rotas para simulações eficientes e baratas da fotossíntese natural por décadas. Acontece que o O ₂ A etapa de produção é bastante complicada e continua sendo um grande desafio para a fotossíntese artificial.

Agora, em um relatório recente publicado em Catálise Natural , O Prof. Kevin Sivula e seus colegas de trabalho no Laboratório de Engenharia Molecular de Nanomateriais Optoeletrônicos (LIMNO) da EPFL descrevem uma mistura de polímeros semicondutores, comumente conhecido como eletrônicos de plástico, que demonstra oxidação de água movida a energia solar altamente eficiente (H ₂ O → O ₂ )

Em comparação com os sistemas relatados anteriormente, que empregam materiais inorgânicos, como óxidos de metal ou silício e não atendem aos requisitos de desempenho e custo para industrialização, os materiais poliméricos relatados neste novo trabalho têm propriedades ajustáveis ​​molecularmente, e são processáveis ​​em solução a baixa temperatura, permitindo a fabricação de dispositivos em grande escala com baixo custo de fabricação.

A descoberta da equipe EPFL foi realizada ajustando as propriedades dos polímeros para atender aos requisitos da reação de oxidação da água e montando-os no que é chamado de "uma mistura de heterojunção em massa" (BHJ) que melhora ainda mais a eficiência do catalisador movido a energia solar reação. Ao otimizar também a condução das cargas eletrônicas no dispositivo usando interfaces cuidadosamente projetadas, eles realizaram a primeira demonstração de um "fotoanodo" oxidante de água baseado em uma mistura de polímero BHJ que exibe um desempenho de referência até o momento - com desempenho duas ordens de magnitude melhor do que os dispositivos anteriores de base orgânica. Além disso, a equipe identificou os principais fatores que influenciam o desempenho robusto de O ₂ Produção, que ajudará a definir caminhos para melhorar ainda mais o desempenho.

Em virtude do potencial desta abordagem, o sistema desenvolvido pelo Prof. Kevin Sivula e colegas poderia contribuir substancialmente para o avanço do campo da eletrônica baseada em polímeros e estabelecer uma rota promissora para economia, eficiente, e produção escalonável de combustível solar por fotossíntese artificial.