Nesse momento, em algum lugar da sua casa ou da vizinhança há uma plantinha realizando um dos processos mais fantásticos do universo, utilizando apenas luz solar como estimulador e água como combustível para sua sobrevivência: a fotossíntese. Esse processo é tão incrível que temos estudado a fundo esse fenômeno a fim de produzir combustíveis como o hidrogênio verde.
Pode parecer que uma coisa não tem relação com a outra, contudo, diversos estudos têm demonstrado a potencialidade da utilização da fotossíntese artificial como método de produção de hidrogênio, oportunizando eficiência, baixo custo e baixa emissão de CO2. Um sonho tecnológico.
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E sonhos podem se realizar, desde que haja uma boa base experimental e teórica envolvida. Pela primeira vez, pesquisadores do Instituto Max Planck conseguiram visualizar o processo de quebra das moléculas de água em interação com nitreto de carbono. Entenda.
Fotossíntese artificial pode produzir o combustível do futuro?
Avançar nos meios de produção e obtenção de energias renováveis é um tema recorrente em todo mundo tecnológico. Pensar em alternativas mais viáveis que mantenham os mesmos níveis de eficiência, com menor pegada de carbono e com reduzido custo de produção são alguns dos desafios enfrentados.
Dentre os combustíveis mais eficientes, o Hidrogênio tem se demonstrado o sucessor ideal para os combustíveis fósseis. Contudo, sua produção, eficiência energética, dispensação e armazenamento ainda carecem de tecnologia para que essa troca possa ser atraente e desejada no mercado industrial.
Outra vantagem no uso desse elemento é sua disponibilidade. O Hidrogênio é um dos elementos mais abundantes do universo, contudo, ainda que haja bolsões de gás, não o encontramos sozinho por aí, mas sim em interação com outras moléculas, formando, compostos dos mais diversos.
Há inclusive uma classificação em cores indicando a fonte da qual o gás foi extraído e a potencial pegada de carbono que cada processo gera, afinal, para que um combustível seja realmente considerado ‘verde’, ou ambientalmente menos impactante, toda a cadeia de produção deve ter baixo impacto na emissão de gases do efeito estufa.
E nesse sentido, a natureza possui a capacidade de realizar essa quebra molecular, separando compostos de forma eficiente enquanto "recicla’ o ar, a fotossíntese.
Saiba também: Novo método pode transformar luz solar e água em hidrogênio, diz estudo.
Pesquisas com fotossíntese artificial demonstraram que o uso de nitreto de carbono em contato com água provoca a quebra da molécula, dividindo-a em Oxigênio e Hidrogênio, em um processo limpo e eficiente.
O nitreto de carbono tem sido amplamente estudado em diversos processos de condutores e semicondutores. Além disso, se mostrou um excelente candidato à fotocalisador, provocando a reação de quebra desejada nesse processo de obtenção do Hidrogênio.
Mas além de provocar a quebra molecular eficiente, pela primeira vez, os pesquisadores puderam contemplar como esse processo ocorre, dando uma ideia mais clara sobre como a fotossíntese artificial pode ser otimizada para fins de produção de combustíveis.
O grupo observou que a interação entre o nitreto de carbono e a água provoca a formação de um composto híbrido que se comporta como um semicondutor capaz de transferir e interagir em um nível nanomolecular.
Sob efeito do estímulo luminoso no fotocatalisador, que é o nitreto de carbono, a água acaba ‘doando’ uma conjunção entre um próton e um elétron, desfazendo as ligações entre o Oxigênio e o Hidrogênio, tornando-os disponíveis separadamente. Essa é a primeira vez que esse comportamento de interação e quebra foi observado.
As quebras entre ligações moleculares necessitam geralmente de muita energia para serem desfeitas, porém, com a emulação dos processos de fotossíntese, menos energia pode ser impressa no sistema desde que o catalisador certo possa ser utilizado, e nesse cenário, o nitreto de carbono é a nova promessa para a eficiência e manutenção de um processo com menor pegada de carbono.
Eficiência Verde
O movimento em prol de uma vida e indústria mais sustentável estimula o desenvolvimento de tecnologia que impacta diretamente nosso dia-dia. Preços mais atraentes, produtos mais eficientes, além da estética e usabilidade, fazem parte desse jogo de escolhas que podem nos levar a um futuro com menor impacto no meio ambiente, garantindo melhor qualidade de vida a longo prazo.
Há ainda um longo caminho de desenvolvimento tecnológico para que os processos energéticos verdes mantenham a mesma eficiência oportunizada hoje por combustíveis fósseis, porém chegará o momento onde as escolhas deverão ser feitas com mais cautela.
Pesquisas com a publicada pelo Instituto Max Planck revelam novas oportunidades de otimização e aprofundamento no conhecimento de como as trocas moleculares podem ocorrer, acarretando quebras de ligações com maior eficiência e ‘facilidade’, o que sugere novos avanços no setor energético em breve.
Com metas a bater na década de 2030, será que conseguiremos realmente gerar uma diminuição significativa na emissão dos gases estufa e frear o aquecimento global? Talvez essa seja a questão do século e diversos pesquisadores e autoridades das mais diversas áreas de conhecimento tem se esforçado para dar uma resposta satisfatória para todos, em uma previsão otimista, nas próximas décadas.
Nos conte sua opinião em nossas redes sociais e indique estudos inovadores com potencial para modificar o futuro energético do mundo. E se quiser saber um pouco mais sobre a promessa do Hidrogênio, leia como sua produção é a nova corrida do ouro no século XXI.
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Fontes
