p (Phys.org) - Dividindo a água em seus componentes, duas partes de hidrogênio e uma parte de oxigênio, é um primeiro passo importante para alcançar combustíveis neutros em carbono para alimentar nossa infraestrutura de transporte - incluindo automóveis e aviões. p Agora, Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte e colegas da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill mostraram que uma técnica de revestimento especializada pode tornar certos dispositivos de separação de água mais estáveis ​​e mais eficientes. Seus resultados são publicados online esta semana em dois artigos separados no Proceedings of the National Academy of Sciences .

p Deposição de camada atômica, ou "ALD, "reveste estruturas tridimensionais com uma precisão, camada ultrafina de material. "Um revestimento ALD é como o glacê de chocolate do lado de fora de uma barra Klondike - apenas muito, muito mais fino, "explica o Dr. Mark Losego, professor assistente de pesquisa de engenharia química e biomolecular na NC State e co-autor do trabalho. "Nesse caso, as camadas têm menos de um nanômetro de espessura - ou quase um milhão de vezes mais finas do que um fio de cabelo humano. "

p Embora extremamente fino, esses revestimentos melhoram a fixação e o desempenho de catalisadores moleculares ligados à superfície usados ​​para reações de divisão de água em dispositivos de produção de hidrogênio-combustível.

p No primeiro artigo, "Água solar se dividindo em uma célula fotoeletroquímica molecular, "Os pesquisadores usaram revestimentos ALD em células nanoestruturadas de divisão de água para melhorar a eficiência do fluxo de corrente elétrica do catalisador molecular para o dispositivo. As descobertas melhoraram significativamente a capacidade de geração de hidrogênio dessas células de divisão de água solar de base molecular.

p No segundo artigo, "Cruzando a divisão entre catálise homogênea e heterogênea na oxidação da água, "os pesquisadores usaram ALD para" colar "catalisadores moleculares à superfície dos eletrodos de separação de água, a fim de torná-los mais impermeáveis ​​à separação em soluções de água não ácidas. Essa estabilidade melhorada em pH alto possibilitou uma nova via química para a separação de água que é um milhão de vezes mais rápido do que a rota que havia sido identificada anteriormente no ácido, ou baixo pH, ambientes. Essas descobertas podem ter implicações na estabilização de uma série de outros catalisadores moleculares para outras vias de energia renovável, incluindo a conversão de dióxido de carbono em combustíveis de hidrocarbonetos.

p "Nestes relatórios, mostramos que os revestimentos em nanoescala aplicados por ALD podem servir a vários propósitos na tecnologia de divisão de água, incluindo o aumento da eficiência da produção de hidrogênio e a extensão da vida útil do dispositivo, "Disse Losego." No futuro, gostaríamos de construir dispositivos que integrem essas duas vantagens e nos movam em direção a outros combustíveis de interesse, incluindo a produção de metanol. "