Usar a energia solar para coletar economicamente o hidrogênio da água poderia ajudar a substituir fontes de combustível baseadas em carbono e reduzem a pegada mundial. No entanto, tem sido uma tarefa praticamente impossível para os humanos encontrar materiais que possam aumentar a produção de hidrogênio para que possa competir economicamente com os combustíveis à base de carbono.
Em um estudo, uma equipe de pesquisadores liderada pela Universidade Estadual da Pensilvânia relata que deu um passo para superar o desafio da produção econômica de hidrogênio por usando computadores para encontrar materiais que possam ajudar a acelerar a separação do hidrogênio quando a água é exposta à luz. Este processo é conhecido como fotocatálise.
A importância do hidrogênio
Eletricidade e energia solar pode ser usado para separar o hidrogênio da água, que é composta por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio. A luz solar é usada para gerar eletricidade para criar hidrogênio, que, por sua vez, certamente seria convertido de volta em eletricidade, pode não ser vantajoso ou economicamente eficaz.
Embora use energia solar para produzir hidrogênio diretamente da água Para evitar essa etapa adicional, os pesquisadores precisam continuar a estudar como usar a conversão direta do hidrogênio solar de forma a competir com os combustíveis nele baseados. carbono, como a gasolina.
Os pesquisadores, relatando suas descobertas na revista científica Energy and Environmental Science, usaram um tipo de abordagem computacional chamada "triagem de material de alto rendimento" para restringir uma lista de mais de 70,000 compostos diferentes para seis candidatos promissores que, quando adicionado à água, pode viabilizar o processo de produção do hidrogênio solar.
Uma forma mais barata de energia
Se essa tecnologia pudesse ser desenvolvida, seria muito economicamente mais barato. O hidrogênio pode ser produzido por US $ 1.60, ao contrário da gasolina, que vale até US $ 3.20. Portanto, pela metade do preço você poderia obter a mesma quantidade de energia com hidrogênio que com gasolina pela metade do preço e economizando energia, o que é benéfico para o meio ambiente.
A equipe usou o computador Roar da Universidade Estadual da Pensilvânia para fazer os cálculos. Os computadores são a ferramenta mais importante para acelerar o processo de encontrar os materiais corretos que serão mais usados em experimentos diferentes. Por sua vez, garantem que o uso do computador não substituirá a experimentação, uma vez que o computador avisa quais materiais são os mais promissores, mas mesmo assim o estudo experimental deve ser realizado.
Depois de examinar os compostos listados no banco de dados do Projeto de Materiais, uma espécie de depósito online de acesso aberto de materiais conhecidos e previstos, a equipe desenvolveu um algoritmo identificar materiais com propriedades que os tornem elementos adequados para o processo de produção. hidrogênio. Materiais que poderiam efetivamente dissociar água também foram testados, bem como materiais que ofereciam boa estabilidade química.
A equipe se concentrou em óxidos - compostos químicos compostos de pelo menos um átomo de oxigênio - já que podem ser sintetizados em um período de tempo razoável usando processos padrão. No entanto, eles estão trabalhando com outros materiais além dos óxidos para ver se há mais materiais usados para a produção de hidrogênio. O trabalho exigiu a colaboração de todas as disciplinas, o que foi uma espécie de aprendizado para a equipe de pesquisa.
