Energia

Novo recorde na produção de hidrogênio por energia solar

Novo recorde na produção de hidrogênio por energia solar
Essas células solares também são conhecidas como "folhas artificiais". [Imagem: M. May]

Eletrólise solar

Caiu um recorde de eficiência na produção de hidrogênio a partir da luz solar que já durava 17 anos.

Uma equipe da Alemanha e dos EUA fabricou um tipo especial de célula solar que quebra diretamente as moléculas de água com uma eficiência de 14%, o que é muito próximo da eficiência das células solares que convertem a luz do Sol em eletricidade.

Essas células solares também são conhecidas como "folhas artificiais", parte de um campo de pesquisas denominado fotossíntese artificial.

A conversão direta da luz solar em hidrogênio tem inúmeras vantagens porque o hidrogênio pode ser armazenado, eliminando a inconstância da energia solar, e utilizado quando necessário em uma ampla gama de finalidades, inclusive em células a combustível, nas quais pode produzir eletricidade sem gerar poluentes.

Células solares em série

A base da inovação são as células solares em série, fabricadas com materiais conhecidos como semicondutores III-V.

Matthias May testou mais de 100 combinações desses materiais até conseguir a melhor receita.

Além disso, ele desenvolveu uma técnica fotoeletroquímica que modifica a superfície dos semicondutores, o que otimiza sua capacidade de quebrar as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio.

Economia do hidrogênio

"Projeções indicam que a geração de hidrogênio a partir da luz solar usando semicondutores de alta eficiência poderia ser economicamente competitiva com as fontes de energia fóssil em níveis de eficiência de 15% ou mais. Isto corresponde a um preço do hidrogênio de cerca de US$4 por quilograma," disse o professor Thomas Hannappel, coordenador do trabalho.

Mas, nesse campo, rendimento não é tudo: a durabilidade é essencial para uma produção sustentada de hidrogênio.

As amostras se mantiveram estáveis por mais de 40 horas, o que é muito em relação às demonstrações anteriores. Contudo, as projeções também mostram que é necessário alcançar uma vida útil de pelo menos 1.000 horas para que essas folhas artificiais comecem a gerar energia renovável de forma economicamente viável. E seria recomendável também livrar-se dos catalisadores de ródio, um metal do grupo da platina muito raro e caro.

Bibliografia:

Efficient direct solar-to-hydrogen conversion by in situ interface transformation of a tandem structure
Matthias M. May, Hans-Joachim Lewerenz, David Lackner, Frank Dimroth, Thomas Hannappel
Nature Communications
Vol.: 6: 8286
DOI: 10.1038/ncomms9286




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