Os pesquisadores coreanos estão se esforçando para transformar a tecnologia de fotossíntese artificial em realidade para atingir a neutralidade de carbono ou atingir um valor de emissão de carbono líquido de zero. A fotossíntese artificial é uma tecnologia que imita a fotossíntese natural, usando a energia solar recebida para converter o dióxido de carbono em compostos de alto valor, como etileno, metanol e etanol. No entanto, limitações econômicas e técnicas permitiram que as pesquisas pertinentes progredissem apenas em condições de laboratório; esta pesquisa foi classificada nas áreas de pesquisa de células solares e pesquisa de conversão de dióxido de carbono. A pesquisa em pequena escala em condições de laboratório sobre a implementação da fotossíntese artificial implica que ainda existem muitos obstáculos que precisam ser superados para realizar aplicações práticas.
Foi relatado que a equipe de pesquisa liderada pelo Dr. Hyung Suk Oh e Dr. Woong Hee Lee do Centro de Pesquisa de Energia Limpa do Instituto de Ciência e Tecnologia da Coreia em colaboração com o Dr. Jae Soo Yoo da Universidade Kyung Hee desenvolveu um tamanho nanométrico eletrodos catalisadores de tungstênio-prata em forma de ramo que podem adquirir monóxido de carbono em altos rendimentos do sistema de conversão eletroquímica de dióxido de carbono. Eles também podem ser usados para combinar o sistema de conversão de dióxido de carbono com células solares de silício para obter um sistema de fotossíntese artificial em grande escala que pode ser operado em ambientes solares reais.
O catalisador desenvolvido pode ser aplicado a sistemas de produção de monóxido de carbono que operam convertendo dióxido de carbono gasoso em monóxido de carbono; estes mostraram um aumento de mais de 60% no rendimento de monóxido de carbono do que o catalisador de prata convencional e permaneceram estáveis mesmo após 100 h de experimentação. Além disso, a maior eficiência e durabilidade do primeiro da perspectiva do material do catalisador foram estudados usando microscopia eletrônica e análise em tempo real, e foi descoberto que a estrutura tridimensional do catalisador e a estrutura cristalina da forma do ramo contribuíram para o alto rendimento.
Os pesquisadores ainda usaram o referido catalisador para desenvolver um sistema de fotossíntese artificial, combinando um sistema de conversão de dióxido de carbono com 120 cm2 de células solares de silício comercializadas, e o sistema funcionou sem problemas. Este sistema exibiu uma alta eficiência de conversão de luz solar em composto de 12,1%, que é o valor mais alto relatado para todos os sistemas de fotossíntese artificial baseados em células solares de silício desenvolvidos até hoje. O sistema também converteu com sucesso dióxido de carbono em monóxido de carbono com alta eficiência somente na presença de luz solar em um ambiente externo.
O Dr. Hyung Suk Oh, do KIST, disse que “desenvolveu um sistema de fotossíntese artificial significativo que opera diretamente através da luz solar em ambientes solares reais usando células solares de silício comercializadas. Se a tecnologia de fotossíntese artificial de alta eficiência puder ser colocada em prática com base neste estudo, podemos reduzir a emissão de gases de efeito estufa, convertendo o dióxido de carbono que é exaurido das usinas siderúrgicas e petroquímicas em monóxido de carbono, e podemos produzir compostos químicos básicos fabricados em usinas petroquímicas por meio do método de fotossíntese artificial, que envolve a neutralidade de carbono. “
Publicado em 20/08/2021 21h54
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