De acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos EUA, o metano é um poderoso gás de efeito estufa com um potencial de aquecimento global mais de 28 vezes maior que o dióxido de carbono (CO2) ao longo de um período de 100 anos. Isso se deve à sua capacidade de capturar a radiação com mais eficiência, apesar de ter um tempo de vida muito menor na atmosfera do que o CO2. As principais fontes de emissões de metano são energia e indústria, agricultura e aterros sanitários.
Agora, os pesquisadores da Universidade da Flórida Central desenvolveram novos métodos que permitem que o metano seja usado na produção de energia verde e na criação de materiais de alto desempenho para dispositivos inteligentes, biotecnologia, células solares e muito mais.
Tecnologia mais limpa para a produção de hidrogênio
A primeira invenção é um método para produzir hidrogênio a partir de hidrocarbonetos, como o metano, sem liberar nenhum gás carbônico. Usando luz visível e fotocatalisadores ricos em boro projetados com defeito, a inovação destaca uma nova funcionalidade de materiais em nanoescala para captura assistida por luz visível e a conversão de hidrocarbonetos como o metano.
Os pesquisadores dizem que sua invenção produz hidrogênio puro sem quaisquer contaminantes e pode potencialmente reduzir o custo dos catalisadores usados para criar energia. Também permite mais conversão fotocatalítica na faixa visível e permite o uso mais eficiente da energia solar para catálise.
Suas aplicações potenciais incluem a possível produção em larga escala de hidrogênio em fazendas solares e captura e conversão de metano.
“Essa invenção é na verdade um twofer”, Os pesquisadores da UCF, Richard Blair, disseram. “Você obtém hidrogênio verde e remove – não realmente sequestra – o metano. Você está processando metano em apenas hidrogênio e carbono puro que pode ser usado para coisas como baterias”.
Crescimento de nanoestrutura de carbono livre de contaminantes
A segunda tecnologia é um método para produzir estruturas de carbono em nanoescala e microescala com dimensões controladas. Ele usa luz e um fotocatalisador de engenharia de defeitos para criar estruturas em nanoescala e microescala padronizadas e bem definidas a partir de várias fontes de carbono, como metano, etano, propano, propeno e monóxido de carbono.
O sonho dos pesquisadores é fazer materiais de carbono de alto desempenho a partir do metano. “Portanto, esta invenção seria uma maneira de produzir esses materiais a partir do metano de maneira sustentável em grande escala industrial”, disse. diz Blair.
As estruturas de carbono produzidas são pequenas, mas bem estruturadas e podem ser dispostas com precisão, com tamanhos e padrões precisos.
“Agora você está falando de aplicações caras, talvez para dispositivos médicos ou novos sensores químicos”, Blair disse no comunicado de imprensa. “Isso se torna uma plataforma para desenvolver todos os tipos de produtos. A aplicação é limitada apenas pela imaginação.”
Tecnologia mais limpa para a produção de carbono
O terceiro é um método inovador que produz carbono a partir de nitreto de boro modificado usando luz visível. Como a primeira tecnologia para a produção de hidrogênio, ela produz carbono por meio de um craqueamento químico de hidrocarbonetos com energia fornecida pelo acoplamento de luz visível com um catalisador livre de metal, nitreto de boro de engenharia defeituosa.
Segundo a equipe, ao contrário de outros métodos, não requer energia significativa, tempo ou reagentes ou precursores especiais que deixam impurezas. Além disso, o produto final consiste apenas em carbono e alguns vestígios de boro e nitrogênio, nenhum dos quais é tóxico para os seres humanos ou para o meio ambiente.
A tecnologia de transformação fotoquímica se presta a muitas aplicações, incluindo sensores ou novos componentes para nanoeletrônica, armazenamento de energia, dispositivos quânticos e produção de hidrogênio verde.
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