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03/09/2001
-
09h24
da Folha de S.Paulo
Conversão de energia solar para uso humano não é sinônimo de painel fotoelétrico. Um grupo de químicos está desenvolvendo um meio para converter a energia proveniente da luz não em eletricidade, como nas células fotoelétricas, mas em combustível. Mais precisamente, um processo químico capaz de "congelar" a energia da luz na forma de hidrogênio.
A pesquisa está sendo conduzida por Alan Heyduk e Daniel Nocera, uma dupla do Departamento de Química do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), nos EUA. Embora ainda esteja longe de obter resultados com potencial uso prático, o estudo abre portas para a futura investigação de uma nova abordagem de produção de H2.
Os métodos mais usados para a produção do combustível são a eletrólise da água ou de hidrocarbonetos. Nesses casos, uma corrente elétrica quebra as moléculas e separa o hidrogênio.
O hidrogênio molecular é considerado por muitos como o melhor combustível possível, uma vez que sua queima, além de ser altamente energética, tem como resultado a produção de água. Seu equivalente sujo, a gasolina, tem rendimento inferior e lança compostos poluentes no ar. Ambos são altamente inflamáveis.
A nova receita
Os ingredientes necessários são um punhado de moléculas de ácidos simples, daqueles que se ouve falar no ensino médio, como o clorídrico (HCl) e o brômico (HBr), misturados a um punhado de moléculas responsáveis pela reação, chamadas de catalisadoras (no caso, um composto complicado montado em volta de dois átomos de ródio).
Pronta a mistura, chega o momento de jogar uma luz sobre o experimento -literalmente. Fótons bem energéticos (partículas de luz ultravioleta) são disparados contra o catalisador, que, por ganhar energia, perde um de seus pedaços (que se torna uma molécula de monóxido de carbono).
Quando um espaço fica vago na molécula, ela quebra o ácido em volta e absorve os átomos de cloro ou bromo, deixando os átomos de hidrogênio livres para se combinarem, formando o gás H2.
Depois, os cientistas usam uma outra armadilha para separar o cloro ou o bromo do catalisador e começam o processo novamente.
Os resultados, publicados na última edição da revista "Science" (www.sciencemag.org), mostraram pela primeira vez uma produção eficiente de H2 a partir de um ácido, embora ela ainda não seja expressiva o suficiente para se tornar comercial. Foram geradas cem vezes mais moléculas de H2 do que o número de moléculas de catalisador utilizadas.
A produção total de hidrogênio molecular a partir do experimento foi de 0,002 litro. "É apreciável porque ninguém fez isso antes, mas para projetar uma economia de combustível baseada em hidrogênio será preciso muito mais que [uma produção na relação de] 100 para 1", diz Daniel Nocera.
"A importância do experimento não é a quantidade específica produzida, mas muito mais o fato de o H2 ter sido produzido em uma taxa muito maior do que de 1 para 1 com o composto de ródio", diz James McCusker, da Universidade Estadual de Michigan, que comentou o estudo na "Science".
Muito trabalho
McCusker reconhece que muito ainda preciso ser trabalhado para acelerar a velocidade de ação do catalisador e resolver o que fazer com os subprodutos indesejados da reação, como as moléculas de monóxido de carbono e os átomos de cloro e bromo.
"Subprodutos não foram uma preocupação até este momento, mas em um ciclo limpo você precisará que esse outro lado dele funcione. Estamos trabalhando duro nisso agora", diz Nocera.
Os resultados são fruto de um trabalho longo e insistente sobre a problemática. "Estivemos trabalhando nisso por quatro anos e fizemos a descoberta inicial dois anos atrás. Gastamos os últimos dois anos para ter a certeza de que estávamos certos. Isso envolveu a realização de centenas de experimentos", conta o pesquisador.
Mesmo assim, o cientista de Michigan vê futuro na pesquisa, pois ela dá aos químicos um ponto de partida para desenvolver a química da produção de hidrogênio molecular por meio de um catalisador (molécula que acelera uma reação). "O ponto importante a tirar do trabalho deles é que eles abriram a porta: em ciência, sempre há o primeiro passo."
Para Nocera, o trabalho é o pagamento de uma dívida social. "O que temos de pensar enquanto sociedade é que estamos rapidamente esgotando as reservas de combustíveis fósseis. Cabe a nós decidir o que daremos às futuras gerações. É nossa responsabilidade social dar ao futuro sua próxima fonte de energia."
Equipe de pesquisadores converte luz em hidrogênio puro
SALVADOR NOGUEIRAda Folha de S.Paulo
Conversão de energia solar para uso humano não é sinônimo de painel fotoelétrico. Um grupo de químicos está desenvolvendo um meio para converter a energia proveniente da luz não em eletricidade, como nas células fotoelétricas, mas em combustível. Mais precisamente, um processo químico capaz de "congelar" a energia da luz na forma de hidrogênio.
A pesquisa está sendo conduzida por Alan Heyduk e Daniel Nocera, uma dupla do Departamento de Química do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), nos EUA. Embora ainda esteja longe de obter resultados com potencial uso prático, o estudo abre portas para a futura investigação de uma nova abordagem de produção de H2.
Os métodos mais usados para a produção do combustível são a eletrólise da água ou de hidrocarbonetos. Nesses casos, uma corrente elétrica quebra as moléculas e separa o hidrogênio.
O hidrogênio molecular é considerado por muitos como o melhor combustível possível, uma vez que sua queima, além de ser altamente energética, tem como resultado a produção de água. Seu equivalente sujo, a gasolina, tem rendimento inferior e lança compostos poluentes no ar. Ambos são altamente inflamáveis.
A nova receita
Os ingredientes necessários são um punhado de moléculas de ácidos simples, daqueles que se ouve falar no ensino médio, como o clorídrico (HCl) e o brômico (HBr), misturados a um punhado de moléculas responsáveis pela reação, chamadas de catalisadoras (no caso, um composto complicado montado em volta de dois átomos de ródio).
Pronta a mistura, chega o momento de jogar uma luz sobre o experimento -literalmente. Fótons bem energéticos (partículas de luz ultravioleta) são disparados contra o catalisador, que, por ganhar energia, perde um de seus pedaços (que se torna uma molécula de monóxido de carbono).
Quando um espaço fica vago na molécula, ela quebra o ácido em volta e absorve os átomos de cloro ou bromo, deixando os átomos de hidrogênio livres para se combinarem, formando o gás H2.
Depois, os cientistas usam uma outra armadilha para separar o cloro ou o bromo do catalisador e começam o processo novamente.
Os resultados, publicados na última edição da revista "Science" (www.sciencemag.org), mostraram pela primeira vez uma produção eficiente de H2 a partir de um ácido, embora ela ainda não seja expressiva o suficiente para se tornar comercial. Foram geradas cem vezes mais moléculas de H2 do que o número de moléculas de catalisador utilizadas.
A produção total de hidrogênio molecular a partir do experimento foi de 0,002 litro. "É apreciável porque ninguém fez isso antes, mas para projetar uma economia de combustível baseada em hidrogênio será preciso muito mais que [uma produção na relação de] 100 para 1", diz Daniel Nocera.
"A importância do experimento não é a quantidade específica produzida, mas muito mais o fato de o H2 ter sido produzido em uma taxa muito maior do que de 1 para 1 com o composto de ródio", diz James McCusker, da Universidade Estadual de Michigan, que comentou o estudo na "Science".
Muito trabalho
McCusker reconhece que muito ainda preciso ser trabalhado para acelerar a velocidade de ação do catalisador e resolver o que fazer com os subprodutos indesejados da reação, como as moléculas de monóxido de carbono e os átomos de cloro e bromo.
"Subprodutos não foram uma preocupação até este momento, mas em um ciclo limpo você precisará que esse outro lado dele funcione. Estamos trabalhando duro nisso agora", diz Nocera.
Os resultados são fruto de um trabalho longo e insistente sobre a problemática. "Estivemos trabalhando nisso por quatro anos e fizemos a descoberta inicial dois anos atrás. Gastamos os últimos dois anos para ter a certeza de que estávamos certos. Isso envolveu a realização de centenas de experimentos", conta o pesquisador.
Mesmo assim, o cientista de Michigan vê futuro na pesquisa, pois ela dá aos químicos um ponto de partida para desenvolver a química da produção de hidrogênio molecular por meio de um catalisador (molécula que acelera uma reação). "O ponto importante a tirar do trabalho deles é que eles abriram a porta: em ciência, sempre há o primeiro passo."
Para Nocera, o trabalho é o pagamento de uma dívida social. "O que temos de pensar enquanto sociedade é que estamos rapidamente esgotando as reservas de combustíveis fósseis. Cabe a nós decidir o que daremos às futuras gerações. É nossa responsabilidade social dar ao futuro sua próxima fonte de energia."
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