Duas pesquisas da USP avançam na produção de hidrogênio limpo e ampliam fronteiras da transição energética
- há 2 horas
- 2 min de leitura
Duas pesquisas conduzidas por cientistas do Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC/USP) apontam caminhos complementares para elevar a eficiência da produção de hidrogênio a partir da energia solar. Embora utilizem arquiteturas catalíticas distintas, os estudos têm em comum o emprego do magnetron sputtering, técnica de deposição capaz de controlar materiais em escala nanométrica e que já possui aplicações industriais consolidadas. Os resultados reforçam o papel da engenharia de materiais como uma das frentes estratégicas para transformar o hidrogênio de baixa emissão em uma alternativa mais eficiente e potencialmente competitiva.
Da engenharia de filmes finos à escala atômica
Em uma das pesquisas, os pesquisadores desenvolveram fotoânodos de vanadato de bismuto (BiVO₄) modificados com óxido de cobalto (Co₃O₄), buscando melhorar a divisão fotoeletroquímica da água. A combinação favoreceu a separação das cargas elétricas geradas pela luz e reduziu perdas associadas à recombinação de elétrons e lacunas, resultando em aumento da fotocorrente e melhoria da conversão da energia solar em energia química armazenada no hidrogênio. No segundo estudo, a mesma técnica foi utilizada para depositar átomos isolados de cobre e platina sobre nitreto de carbono grafítico (g-C₃N₄). A arquitetura maximiza a utilização dos metais como sítios catalíticos e, segundo os resultados apresentados, proporcionou produção de hidrogênio centenas de vezes superior à do material não modificado, com menor necessidade de platina.
A convergência entre as duas pesquisas está menos nos materiais empregados do que na estratégia tecnológica: utilizar controle preciso da matéria para superar limitações de eficiência e, simultaneamente, aproximar a pesquisa laboratorial de processos potencialmente escaláveis. O magnetron sputtering, já empregado em setores como semicondutores, telas eletrônicas e revestimentos avançados, permite fabricar desde filmes finos fotoativos até estruturas catalíticas em escala atômica. Para o professor Renato Vitalino Gonçalves, coordenador das pesquisas, essa combinação entre controle nanométrico e possibilidade de escalonamento industrial abre perspectivas para dispositivos mais eficientes e duráveis. Os trabalhos também evidenciam a importância da colaboração científica e do financiamento contínuo à pesquisa, envolvendo equipes da USP, parceiros nacionais e internacionais e apoio de instituições como FAPESP, CNPq e a própria USP.
Acesse a pesquisa AQUI: Synergistic Co3O4 Surface Engineering of BiVO4 Photoanodes for Enhanced Photoelectrochemical Water Splitting (ACS Applied Energy Materials)
Acesse a pesquisa AQUI: Solar Hydrogen Evolution Boosted by Cu and Pt Single-Atom Sites Anchored on g‑C3N4 via Magnetron Sputtering Deposition (ACS Nanoscience)
