Folha artificial sintetiza combustível a partir da luz solar

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) criaram uma espécie de folha de árvore articificial capaz de criar combustível a partir da luz do sol. O protótipo recebeu esse nome porque, tanto quando a folha de uma árvore, consegue sintetizar um combustível químico e armazená-lo para gerar energia mais tarde.

Composta de uma célula de silício - mesmo material usado nas placas fotovoltaicas -, que tem mateirias catalisadores diferentes colados a cada uma de suas faces, a folha artificial não precisa de sistemas de controle externos. Em um tanque com água, o dispositivo começa a gerar bolhas, algumas de oxigênio e outras de hidrogênio. Se o recipiente tiver uma barreira que separe as duas correntes de bolhas, é possível armazená-las e utilizá-las mais tarde para a geração de energia. O exemplo citado pelos pesquisadores no artigo publicado na revista Science é o de usar as bolhas em uma célula que recombine os dois elementos químicos, transformando-os novamente em água, e libere corrente elétrica no processo.

Segundo Daniel Nocera, chefe da pesquisa e professor de química no MIT, a folha artifical é composta por uma fina lâmina de silício, usada para transformar os raios solares em eletricidade. De um lado da lâmina há uma camada de cobalto, catalisador resposável por liberar as bolhs de oxigênio - a descoberta de que o gás é combustível também foi feita por Nocera, em 2008. O outro lado da "folha" tem uma camada de liga de níquel, molibdênio e zinco, responsável pelas bolhas de hidrogênio.

O pesquisador destaca que cobalto, níquel e silício existem em abudância na natureza, o que barateia a construção do dispositivo. Esse seria um dos diferenciais da criação, uma vez que algumas iniciativas anteriores tentavam quebrar a molécula de água a partir da luz do sol usando materias raros e caros como a platina. outras experiências usavam soluções corrosivas, o que também não é o caso da "folha" descrita no artigo - assinado também pelo estudante de pós-doutorado Steven Reece.

A questão dos baixos custos é outro ponto importante da pesquisa. Os químicos criaram uma versão da "folha" que usa cabos para conectar os catalisadores à célula de silício, e estão fazendo testes para verificar qual das duas opções é melhor em termos de custo-benefício. A versão sem fio registrou eficiência de 2,5% de aproveitamento da luz solar, e a cabeada marcou 4,7% - paineis fotovoltaicos comerciais têm eficiências superiores a 10%. Outra opção em estudo é a substituição do silício por outros materiais fotovoltaicos, como óxido de ferro, que tem custo bem mais baixo. "É tudo uma questão de criar opções", conclui Nocera.

Para ele, o próximo passo da pesquisa é criar partículas pequenas, compostas da mesma forma, que funcionem mais como algas fotossintéticas do que como folhas. A vantagem, nesse caso, seria uma área de contato maior entre a criação e a água e o sol, aumentando sua eficiência- por outro lado, criar um sistema de barreira para separar as bolhas de gás seria mais complicado, pondera.

Apesar do funcionamento comprovado, a folha aritfical ainda não está pronta para comercialização, uma vez que necessidade de sistemas anexos capazes de coletas as bolhas e armazená-las para posterior combustão e geração de energia. "Mas é um passo, e estamos no caminho certo", afirma Nocera. para o pesquisador, no futuro seria possível que as casas suprissem sua demanda de energia com sistemas assim, o que resolveria também o problema de redes de eletricidade instáveis em algumas regiões do planeta.