p Pesquisadores da Linköping University, Suécia, estão tentando converter dióxido de carbono, um gás de efeito estufa, para abastecer usando energia da luz solar. Resultados recentes mostraram que é possível usar sua técnica para produzir metano seletivamente, monóxido de carbono ou ácido fórmico de dióxido de carbono e água. O estudo foi publicado em ACS Nano . p As plantas convertem dióxido de carbono e água em oxigênio e açúcares de alta energia, que eles usam como "combustível" para crescer. Eles obtêm sua energia da luz solar. Jianwu Sun e seus colegas da Linköping University estão tentando imitar essa reação, conhecido como fotossíntese, usado pelas plantas para capturar dióxido de carbono do ar e convertê-lo em combustíveis químicos, como metano, etanol e metanol. O método está atualmente em fase de pesquisa, e o objetivo de longo prazo dos cientistas é converter a energia solar em combustível de forma eficiente.

p “Ao converter o dióxido de carbono em combustível com a ajuda da energia solar, esta técnica pode contribuir para o desenvolvimento de fontes de energia renováveis ​​e reduzir o impacto no clima da queima de combustíveis fósseis, "diz Jianwu Sun, conferencista sênior do Departamento de Física, Química e Biologia na Linköping University.

p O grafeno é um dos materiais mais finos que existem, consistindo em uma única camada de átomos de carbono. É elástico, flexível, transparente à luz do sol, e um bom condutor de eletricidade. Essa combinação de propriedades garante que o grafeno tenha potencial para uso em aplicações como eletrônica e biomedicina. Mas o grafeno por si só não é adequado para a aplicação de conversão de energia solar buscada pelos pesquisadores da LiU, e eles, portanto, combinaram o grafeno com um semicondutor, carboneto de silício cúbico (3C-SiC). Cientistas da Linköping University desenvolveram anteriormente um método líder mundial para cultivar grafeno em carboneto de silício cúbico, que consiste em carbono e silício. Quando o carboneto de silício é aquecido, o silício é vaporizado, enquanto os átomos de carbono permanecem e se reconstroem na forma de uma camada de grafeno. Os pesquisadores já haviam mostrado que é possível colocar até quatro camadas de grafeno umas sobre as outras de maneira controlada.

p Eles combinaram o grafeno e o carboneto de silício cúbico para desenvolver um fotoeletrodo à base de grafeno que preserva a capacidade do carboneto de silício cúbico de capturar a energia da luz solar e criar portadores de carga. O grafeno funciona como uma camada transparente condutora enquanto protege o carboneto de silício.

p O desempenho da técnica à base de grafeno é controlado por vários fatores, um importante deles é a qualidade da interface entre o grafeno e o semicondutor. Os cientistas analisaram as propriedades dessa interface em detalhes. Eles mostram no artigo que podem ajustar as camadas de grafeno no carboneto de silício e controlar as propriedades do fotoeletrodo à base de grafeno. A conversão de dióxido de carbono é, desta forma, mais eficiente, enquanto as estabilidades dos componentes são, ao mesmo tempo, melhoradas.

p O fotoeletrodo desenvolvido pelos pesquisadores pode ser combinado com cátodos de vários metais, como cobre, zinco ou bismuto. Diferentes compostos químicos, como metano, monóxido de carbono e ácido fórmico, pode ser formada seletivamente a partir de dióxido de carbono e água, selecionando cátodos de metal adequados.

p "Mais importante, demonstramos que podemos usar a energia solar para controlar a conversão de dióxido de carbono em metano, monóxido de carbono ou ácido fórmico, "diz Jianwu Sun.

p O metano é usado como combustível em veículos adaptados ao uso de combustíveis gasosos. O monóxido de carbono e o ácido fórmico podem ser processados ​​posteriormente de modo que possam funcionar como combustíveis, ou podem ser usados ​​na indústria. "