sexta-feira, 15 de novembro de 2019

Mais um passo dado no caminho da energia totalmente limpa e renovável

Cientistas do Trinity College Dublin deram um grande passo na direção de resolver um problema que daria ao mundo energia limpa e totalmente renovável, da qual a água seria o único produto residual.
Reduzir as emissões de dióxido de carbono (CO2) da humanidade é sem dúvida o maior desafio que a civilização do século XXI enfrenta, especialmente considerando a população é cada vez maior e a crescente procura de energia que a acompanham.

Photo Scitechdaily


A equipe do Trinity, por trás da mais recente inovação, combinou inteligência química com computadores muito poderosos para encontrar um dos grandes enigmas da catálise.
Um exemplo de esperança é a ideia de que poderíamos usar eletricidade renovável para separar a água (H2O) para produzir hidrogénio rico em energia (H2), que poderia então ser armazenado e usado em células a combustível. Essa é uma perspetiva especialmente interessante em uma situação em que as fontes de energia eólica e solar produzem eletricidade para separar a água, pois isso nos permitirá armazenar energia para uso quando essas fontes renováveis ​​não estão disponíveis.
O problema essencial, no entanto, é que a água é muito estável e requer muita energia para se decompor. Um obstáculo particularmente importante a ser resolvido é a energia ou "excesso de potencial" associado à produção de oxigénio, que é a reação de gargalo na separação de água para produzir H2.

Embora certos elementos sejam eficazes na separação de água, como o rutênio ou o irídio (dois dos chamados metais nobres da tabela periódica), eles são proibitivamente caros para a comercialização. Outras opções mais baratas tendem a sofrer em termos de eficiência ou robustez. De fato, atualmente, ninguém descobriu catalisadores que são económicos, altamente ativos e fiáveis por longos períodos.

Então, como você resolve esse problema?

A equipe, liderada pelo professor Max García-Melchor, fez uma descoberta crucial ao investigar moléculas que produzem oxigênio. A ciência estava subestimando a atividade de alguns dos catalisadores mais reativos e, como resultado, o temido obstáculo "super-potencial" agora parece mais fácil. Além disso, ao refinar um modelo teórico aceite há muito tempo usado para prever a eficiência dos catalisadores de separação de água, eles tornaram imensuravelmente mais fácil para as pessoas (ou supercomputadores) procurarem o evasivo catalisador "bala verde".



O autor principal, Michael Craig, da Trinity, está empolgado em usar essa perceção. Ele disse: "Sabemos o que precisamos otimizar agora, por isso é apenas um caso de encontrar as combinações certas."
A equipe pretende agora usar a inteligência artificial para colocar um grande número de metais e ligas abundantes na terra (que os colam para gerar os catalisadores) num caldeirão antes de avaliar qual das combinações quase infinitas mais viáveis.
Em conjunto, o que antes parecia uma tela vazia agora parece mais uma pintura por números, pois a equipe estabeleceu princípios fundamentais para o design de catalisadores ideais.
 O professor Max García-Melchor acrescentou: “Dada a necessidade cada vez mais premente de encontrar soluções de energia verde, não é surpresa que os cientistas procurem, há algum tempo, um catalisador mágico que nos permita dividir a água eletro quimicamente de uma maneira econômica e confiável. No entanto, não é exagero dizer que até esse objetivo era difícil de atingir. Ainda não atingimos completamente, mas reduzimos significativamente a distancia para o atingir, e estamos convencidos de que a inteligência artificial nos ajudará. ”

Referencia//Scitechdaily



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