CIENTISTA CRIA FOTOSSÍNTESE ARTIFICIAL PARA LIMPAR O AR E PRODUZIR ENERGIA

O processo tem um grande potencial para a criação de uma tecnologia que poderia reduzir significativamente os gases de efeito estufa ligados à mudança climática, ao mesmo tempo, criando uma maneira limpa de produzir energia.

“Esse trabalho é um avanço”, disse o professor-assistente da UCF, Fernando Uribe-Romo. “A adaptação de materiais que absorvem uma cor específica da luz é muito difícil do ponto de vista científico, mas do ponto de vista da sociedade estamos contribuindo para o desenvolvimento de uma tecnologia que pode ajudar a reduzir os gases de efeito estufa”.

Os resultados de sua pesquisa são publicados no Journal of Materials Chemistry A .

O avanço

Uribe-Romo e sua equipe de estudantes criaram uma maneira de desencadear uma reação química em um material sintético chamado estruturas metal-orgânicas (MOF) que quebra o dióxido de carbono em materiais orgânicos inofensivos. Pense nisso como um processo de fotossíntese artificial semelhante à forma como as plantas convertem dióxido de carbono (CO ₂ ) e luz solar em alimento. Mas, em vez de produzir alimentos, o método de Uribe-Romo produz combustível solar.

Desafios

É algo que os cientistas de todo o mundo vêm perseguindo há anos, mas o desafio é encontrar uma maneira de a luz visível desencadear a transformação química. Os raios ultravioleta têm energia suficiente para permitir a reação em materiais comuns, como o dióxido de titânio, mas os UVs representam apenas cerca de 4% da luz que a Terra recebe do sol. A faixa visível – os comprimentos de onda violeta a vermelho – representam a maioria dos raios solares, mas há poucos materiais que captam essas cores claras para criar a reação química que transforma CO ₂ em combustível .

Os pesquisadores têm tentado com uma variedade de materiais, mas os que podem absorver a luz visível tendem a ser materiais raros e caros, como platina, rênio e irídio que fazem o custo do processo proibitivo.

Uribe-Romo usou titânio, um metal comum não tóxico, e adicionou moléculas orgânicas que agem como antenas de colheita de luz para ver se essa configuração funcionaria. As moléculas de antena de colheita de luz, chamadas N-alquil-2-aminotereftalatos, podem ser projetadas para absorver cores específicas de luz quando incorporadas no MOF. Neste caso ele sincronizou para a cor azul.

Sua equipe montou um fotorreactor LED azul para testar a hipótese. As quantidades medidas de dióxido de carbono foram alimentadas lentamente no photoreactor – um cilindro azul de incandescência que olhe como uma cama tanning – para ver se a reação ocorreria. A luz azul brilhante veio de tiras de luzes LED dentro da câmara do cilindro e imitar o comprimento de onda azul do sol.

Funcionou e a reação química transformou o CO ₂ em duas formas reduzidas de carbono, formiato e formamidas (dois tipos de combustível solar) e no processo de limpeza do ar.

“O objetivo é continuar a aperfeiçoar a abordagem para que possamos criar maiores quantidades de carbono reduzido para que seja mais eficiente”, disse Uribe-Romo.

Ele quer ver se os outros comprimentos de onda da luz visível também podem desencadear a reação com ajustes no material sintético. Se funcionar, o processo poderia ser uma forma significativa de ajudar a reduzir os gases de efeito estufa.

“A idéia seria montar estações que capturam grandes quantidades de CO ₂ , como próximo a uma usina, o gás seria sugado para a estação, passando pelo processo e reciclando os gases de efeito estufa enquanto produzindo energia que seria colocada de volta Para a usina. ”

Talvez algum dia os proprietários pudessem comprar telhas no telhado feitas do material, o que limparia o ar em seu bairro enquanto produzia energia que poderia ser usada para alimentar suas casas.