Hidrogênio produzido por fotossíntese artificial já não depende de metal nobre

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Várias alternativas estão sendo pesquisadas para viabilizar a produção sustentável do hidrogênio, considerado o combustível do futuro. Atualmente, a produção de hidrogênio em escala industrial utiliza combustíveis fósseis, principalmente gás natural, o que anula suas vantagens.

 

Catalisador sem platina

 

Já existem soluções em fases adiantadas de desenvolvimento, sendo avaliadas no quesito viabilidade econômica (veja Micro-reator poderá fornecer hidrogênio em postos de combustível).

É justamente na economia que se destaca a pesquisa de um grupo de cientistas franceses que acaba de ser divulgada: eles conseguiram produzir hidrogênio sem utilizar a platina como catalisador. Por ser um metal nobre, a platina torna economicamente inviável grande parte das soluções tecnicamente possíveis.

 

Cobalto supramolecular

 

Os pesquisadores da Universidade Joseph Fourier, em Grenoble, criaram um sistema molecular baseado no cobalto, um metal ferromagnético empregado principalmente na fabricação das chamadas superligas, ligas de aço resistentes à corrosão. O isótopo Co-60 é radioativo e usado em equipamentos de radioterapia.

O cobalto é capaz de desempenhar um duplo papel, atuando tanto como elemento fotossensibilizador quanto como catalisador, graças à sua natureza essencialmente supramolecular - capaz de estabelecer ligações reversíveis por meio das forças intermoleculares e não por meio de ligações covalentes.

 

Fotossíntese artificial

 

As pesquisas que tentam desenvolver novas formas de produção de hidrogênio essencialmente tentam reproduzir o que as plantas fazem durante a fotossíntese. Para replicar esse processo natural, os cientistas estão tentando desenvolver sistema moleculares capazes de fotossensibilização - capturando a energia da luz - e de catálise - utilizando a energia coletada para liberar o hidrogênio da água.

Até hoje, todos os sistemas desenvolvidos utilizam metais nobres como catalisadores. A natureza, por sua vez, se baseia em elementos mais comuns, como ferro, níquel, cobalto e manganês.

 

Rutênio e molécula orgânica

 

Os pesquisadores franceses conseguiram eliminar totalmente a necessidade da platina, mas ainda dependem do rutênio, outro metal nobre e caro. É como se eles tivessem resolvido um pouco mais da metade do problema. Isto porque, segundo seus dados, o cobalto é muito mais eficiente do que a platina em utilizar a luz do Sol para arrancar os elétrons da molécula orgânica e usá-los para quebrar a molécula de água.

Embora o objetivo último dos pesquisadores seja utilizar a água como fonte tanto de prótons quanto de elétrons, evitando-se assim a utilização de uma molécula orgânica, o estudo representa um progresso considerável rumo a uma espécie de fotossíntese artificial, mais especificamente, da fotoprodução de hidrogênio.

 

 

Bibliografia:

Cobaloxime-Based Photocatalytic Devices for Hydrogen Production

Aziz Fihri, Vincent Artero, Mathieu Razavet, Carole Baffert, Winfried Leibl, Marc Fontecave

Angewandte Chemie International Edition

Vol.: 47, Issue 3, Pages 564 - 567

DOI: 10.1002/anie.200702953

 

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[JuJu]

brutal!

 

obrigado knight cosm

[detsail]

As pesquisas que tentam desenvolver novas formas de produção de hidrogênio essencialmente tentam reproduzir o que as plantas fazem durante a fotossíntese. Para replicar esse processo natural, os cientistas estão tentando desenvolver sistema moleculares capazes de fotossensibilização - capturando a energia da luz - e de catálise - utilizando a energia coletada para liberar o hidrogênio da água.

Até hoje, todos os sistemas desenvolvidos utilizam metais nobres como catalisadores. A natureza, por sua vez, se baseia em elementos mais comuns, como ferro, níquel, cobalto e manganês.

 

Esta, vais ter de explicar melhor...

[Nosce te Ipsum]

Hidrogênio é gerado a partir do ácido fórmico, com uso direto em automóveis

 

 

Experimento que demonstrou a viabilidade da extração do hidrogênio para uso em células a combustível a partir do ácido fórmico.

 

Cientistas alemães desenvolveram um processo que retira hidrogênio diretamente do ácido fórmico, em uma reação que ocorre em temperatura ambiente. O hidrogênio liberado pode ser utilizado diretamente em células a combustível.

 

Hidrogênio sob demanda

 

O fornecimento de hidrogênio sob demanda apresenta-se como a melhor alternativa para a utilização dessa fonte de energia limpa em automóveis, já que sua pressurização em tanques é inviável (veja Armazenamento sólido de hidrogênio tem mais um avanço e Carros a hidrogênio poderão utilizar combustível sólido).

 

Para isto, será necessário desenvolver tecnologias que permitam o acoplamento de uma unidade produtora de hidrogênio - retirando-o de um material sólido ou líquido - à célula a combustível.

 

Entre os materiais mais pesquisados para esse casamento estão o metano e o metanol, além das fontes renováveis, como a biomassa e os produtos de sua fermentação, como o bioetanol. O problema é que a extração do hidrogênio a partir desses materiais somente funciona sob temperaturas acima dos 200 °C, o que acaba consumindo uma porção considerável da energia produzida.

 

Hidrogênio a partir do ácido fórmico

 

O novo processo retira o hidrogênio do ácido fórmico (HCO2H) na presença de uma amina (N,N-dimetilhexilamina) e utilizando um catalisador disponível comercialmente, à base de rutênio ([RuCl2(PPH3)2]).

 

Segundo os pesquisadores, um simples filtro de carvão ativado é suficiente para purificar o hidrogênio de forma a torná-lo diretamente utilizável pela célula a combustível.

 

Armazenamento líquido de hidrogênio

 

O uso do ácido fórmico como meio de "armazenamento" do hidrogênio permite a utilização de uma tecnologia de células a combustível já bastante desenvolvida (as chamadas células hidrogênio/oxigênio), além de combiná-la com o já tradicional uso de combustíveis líquidos para automóveis.

 

O ácido fórmico não é tóxico e pode ser armazenado facilmente. Como ele pode ser produzido cataliticamente a partir do CO2, em princípio o processo todo é neutro em termos de emissão de dióxido de carbono.