A produção de hidrogênio a partir da água tem sido amplamente pesquisada para ser usada como alternativa ao combustível. Embora a intenção seja reduzir a poluição ambiental, a maioria dos processos é menos eficiente e produz grandes quantidades de emissões de CO2. No entanto, pesquisas recentes revelam que o MOF pode aumentar a produção de hidrogênio fotocatalítico.
Uma colaboração de Prof. Kyriakos Stylianou que acontecerá no marco da Universidade do Estado de Oregon, Faculdade de Ciências, e sua equipe de pesquisadores criaram um fotocatalisador que permite a produção de hidrogênio de alta velocidade e eficiência. O a pesquisa mostra que a nova ferramenta pode ser útil contra as emissões de GEE e as mudanças climáticas.
O Prof. Stylianou disse: “Este estudo destaca o potencial das heterojunções de óxidos metálicos derivadas de MOF como fotocatalisadores para produção prática de hidrogênio, contribuindo para o desenvolvimento de soluções energéticas sustentáveis e eficientes.”
Destaques
- Em 1 hora, um grama de RTTA-1 produziu mais de 10,700 micromoles de hidrogênio.
- O processo utilizou fótons a uma taxa impressionante de 10%, o que significa que cada 10 em cada 100 fótons que atingiram o RTTA-1 contribuíram para a produção de hidrogênio.
Neste estudo, para derivar uma heterojunção de óxido de metal, os pesquisadores usaram um MOF. A heterojunção derivada é uma combinação de 2 materiais que têm propriedades complementares. Com ela, eles fazem um catalisador que divide a água em hidrogênio de forma eficiente e rápida quando exposta à luz solar.
Eles se referem a essa heterojunção como RTTA e ela apresenta óxido de rutênio e óxido de titânio derivados de MOF. Esses óxidos são dopados com nitrogênio e enxofre. Após testar vários RTTAs com várias quantidades de óxidos, eles encontraram um vencedor.
O professor Stylianou disse: “Entre vários materiais RTTA, o RTTA-1, com o menor teor de óxido de rutênio, exibiu a taxa de produção de hidrogênio mais rápida e um alto rendimento quântico.”
MOFs consistem em íons metálicos carregados positivamente e moléculas de ligação orgânicas. Eles também têm estruturas ajustáveis e poros pequenos. Além disso, o propriedades dos MOFs são determinados pelos componentes usados em seu projeto.
Aqui está outro método para produção de hidrogênio verde com boa relação custo-benefício com MXenes ativos, afirmam pesquisadores do KIST.
Métodos não sustentáveis de produção de hidrogênio
O processo de método de reforma de metano-vapor é um método convencional comumente usado para derivar hidrogênio do gás natural. Isso no todo é um processo de produção de carbono. Esse método envolve eletrocatálise, que é a passagem de eletricidade pelo catalisador. Esse método não só polui o meio ambiente, mas também é caro. Por quilo de produção de hidrogênio custa cerca de US$ 1.50 e US$ 5 por 1 kg de geração de hidrogênio verde.
Em termos dos materiais utilizados em novas pesquisas, o Prof. Stylianou disse: “O óxido de rutênio não é barato, mas a quantidade usada em nosso fotocatalisador é mínima. Para aplicações industriais, se um catalisador mostra boa estabilidade e reprodutibilidade, o custo dessa pequena quantidade de óxido de rutênio se torna menos importante.”
fonte: Pesquisa da Universidade Estadual do Oregon descobre melhor maneira de produzir hidrogênio verde
