Cientistas criam nanopartícula que abre caminho para energias li

Jornal GGN – Tecnologias de energia limpa mais baratas podem se tornar realidade graças a uma nova descoberta. Pesquisadores da Universidade Penn State, liderados pelo professor de química Raymond Schaak, descobriram que uma reação química importante, que gera hidrogênio a partir da água, é acionada ou catalisada por nanopartículas compostas de níquel e fósforo, dois elementos de baixo custo que são abundantes na Terra. Os resultados da pesquisa serão publicados no Journal of the American Chemical Society.

Schaak explicou que o objetivo do fosfeto de níquel de nanopartículas é ajudar no desenvolvimento de hidrogênio a partir da água, um processo importante para muitas tecnologias de produção de energia, incluindo células de combustível e solares. “A água é o combustível ideal porque é barata e abundante, mas precisamos conseguir extrair hidrogênio dela”, disse o professor. O hidrogênio tem uma alta densidade de energia e é um grande condutor de energia, explicou, mas requer bastante energia para ser produzido. Para tornar sua produção viável, os cientistas procuraram um jeito de provocar as reações químicas necessárias com a ajuda de um catalisador barato.

O chefe do estudo observou que essa façanha funcionou muito bem com a platina, mas, como é um elemento caro e relativamente raro, ele e sua equipe saíram à procura de materiais alternativos. Schaak conta que havia algumas previsões de que o fosfeto de níquel poderia ser um bom candidato, e que sua equipe “já vinha trabalhando com nanopartículas de fosfeto de níquel havia vários anos”. “Acontece que as nanopartículas de fosfeto de níquel são realmente boas para a produção de hidrogênio e são comparáveis às melhores alternativas conhecidas à platina.”

Para criar as nanopartículas de fosfeto de níquel, os membros da equipe começaram com sais de metais disponíveis comercialmente. Em seguida, dissolveram esses sais em solventes, adicionaram outros ingredientes químicos e aqueceram a solução para permitir que as nanopartículas se formassem. Os pesquisadores conseguiram criar uma nanopartícula que era quase esférica (não uma esfera perfeita), com muitas bordas planas e expostas. “O tamanho das nanopartículas cria uma área de superfície elevada, e as bordas expostas significam que um grande número de locais está disponível para catalisar a reação química que produz hidrogênio,” explicou Schaak.

O passo seguinte ficou a cargo de membros da equipe, no Instituto de Tecnologia da Califórnia, que testaram o desempenho das nanopartículas na catalisação das reações químicas necessárias. Liderados por Nathan Lewis, professor de química no instituto, os pesquisadores realizaram os testes colocando as nanopartículas em uma lâmina de titânio e a imergiram em uma solução de ácido sulfúrico. Em seguida, os investigadores aplicaram tensão e mediram a corrente produzida. Eles descobriram que, não só as reações químicas aconteceram como haviam previsto, como também alcançaram um alto grau de eficácia.