p Um novo método de coleta de energia do Sol está surgindo, graças aos cientistas do Departamento de Química da UC Santa Bárbara, Engenheiro químico, e materiais. Embora ainda esteja em sua infância, a pesquisa promete converter a luz solar em energia usando um processo baseado em metais que são mais robustos do que muitos dos semicondutores usados ​​em métodos convencionais. As descobertas dos pesquisadores foram publicadas na última edição da revista. Nature Nanotechnology . p "É a primeira alternativa radicalmente nova e potencialmente viável para dispositivos de conversão solar baseados em semicondutores a serem desenvolvidos nos últimos 70 anos ou mais, "disse Martin Moskovits, professor de química da UCSB.

p Em fotoprocessos convencionais, uma tecnologia desenvolvida e usada ao longo do século passado, a luz do sol atinge a superfície do material semicondutor, um lado é rico em elétrons, enquanto o outro lado não. O fóton, ou partícula de luz, excita os elétrons, fazendo com que eles deixem suas posições, e criar "buracos" carregados positivamente. O resultado é uma corrente de partículas carregadas que podem ser capturadas e entregues para vários usos, incluindo lâmpadas de alimentação, carregando baterias, ou facilitando reações químicas.

p "Por exemplo, os elétrons podem fazer com que íons de hidrogênio na água sejam convertidos em hidrogênio, um combustível, enquanto os buracos produzem oxigênio, "disse Moskovits.

p Na tecnologia desenvolvida por Moskovits e sua equipe, não são materiais semicondutores que fornecem os elétrons e o local para a conversão da energia solar, mas metais nanoestruturados - uma "floresta" de nanobastões de ouro, para ser específico.

p Para este experimento, nanobastões de ouro foram tampados com uma camada de dióxido de titânio cristalino decorado com nanopartículas de platina, e colocado na água. Um catalisador de oxidação à base de cobalto foi depositado na parte inferior da matriz.

p "Quando nanoestruturas, como nanobastões, de certos metais são expostos à luz visível, os elétrons de condução do metal podem ser levados a oscilar coletivamente, absorvendo uma grande quantidade de luz, "disse Moskovits." Esta excitação é chamada de plasmon de superfície.

p Como os elétrons "quentes" nessas ondas plasmônicas são excitados por partículas de luz, alguns viajam pelo nanorod, através de uma camada de filtro de dióxido de titânio cristalino, e são capturados por partículas de platina. Isso causa a reação que separa os íons de hidrogênio da ligação que forma a água. Enquanto isso, os buracos deixados para trás pelos elétrons excitados dirigem-se ao catalisador à base de cobalto na parte inferior da haste para formar o oxigênio.

p De acordo com o estudo, a produção de hidrogênio foi claramente observável após cerca de duas horas. Adicionalmente, os nanobastões não foram sujeitos à fotocorrosão que costuma fazer com que o material semicondutor tradicional falhe em minutos.

p "O dispositivo operou sem indícios de falha por muitas semanas, "Disse Moskovits.

p O método plasmônico de divisão da água é atualmente menos eficiente e mais caro do que os fotoprocessos convencionais, mas se o último século de tecnologia fotovoltaica mostrou alguma coisa, é que a pesquisa contínua vai melhorar o custo e a eficiência deste novo método - e provavelmente em muito menos tempo do que levou para a tecnologia baseada em semicondutores, disse Moskovits.

p “Apesar da descoberta recente, já alcançamos eficiências "respeitáveis". Mais importante, podemos imaginar estratégias viáveis ​​para melhorar radicalmente as eficiências, " ele disse.

p A pesquisa neste estudo também foi realizada pelos pesquisadores de pós-doutorado Syed Mubeen e Joun Lee; estudante de graduação Nirala Singh; o engenheiro de materiais Stephan Kraemer; e o professor de química Galen Stucky.