Os pesquisadores desenvolveram um novo materials que, aproveitando o poder da luz photo voltaic, pode limpar a água de poluentes perigosos.
Criado através de uma combinação de géis de química macia e eletrofiação-uma técnica em que a força elétrica é aplicada ao líquido para criar pequenas fibras-a equipe construiu tiras finas finas de dióxido de titânio (TiO₂), um composto frequentemente utilizado em células solares, sensores de gás e várias tecnologias autônomas.
Apesar de ser uma ótima fonte de energia alternativa, os sistemas de combustível photo voltaic que utilizam nanopartículas de TiO₂ geralmente são limitados por potência porque só podem sofrer fotocatálise ou criar reações químicas, absorvendo a luz UV não visível. Isso pode causar desafios significativos à implementação, incluindo baixa eficiência e a necessidade de sistemas de filtração complexos.
No entanto, quando os pesquisadores acrescentaram cobre ao materials para melhorar esse processo, suas novas estruturas, chamadas nanomatas, foram capazes de absorver energia luminosa suficiente para quebrar poluentes prejudiciais no ar e na água, disse Pelagia-Iren Gouma, principal autora do estudo e professor de ciência e engenharia de materiais da Universidade Estadual de Ohio.
“Não houve uma maneira fácil de criar algo como um cobertor que você possa deitar na água e começar a criar energia”, disse ela. “Mas somos os únicos que fizeram essas estruturas e as únicas a demonstrar que realmente funcionam”.
O estudo foi publicado recentemente na revista Ciência Avançada.
Quando o dióxido de titânio absorve a luz, os elétrons são formados que oxidam a água e atacam poluentes, destruindo -os lentamente até se tornarem benignos. Quando o cobre é adicionado, esse processo é sobrealimentado, tornando -o ainda mais eficaz.
Para determinar isso, os pesquisadores trabalharam para caracterizar as propriedades atualizadas do Nanomat para entender como se comportava e o que a tornava diferente de outras nanopartículas auto-limpantes, disse Gouma. Surpreendentemente, os pesquisadores descobriram que, em comparação com as células solares tradicionais, esses nanomatas podem ter mais sucesso na geração de energia quando colocados sob luz photo voltaic pure, disse ela.
“Esses nanomatas podem ser usados como gerador de energia ou como ferramentas de remediação de água”, disse ela. “Nos dois lados, você tem um catalisador com a maior eficiência relatada até o momento”.
Esses tapetes leves e fáceis de remover podem flutuar e operar em cima de qualquer corpo de água e são até reutilizáveis através de vários ciclos de limpeza. Como os nanomatas são tão eficazes, os pesquisadores imaginam que poderiam ser usados para livrar a água de poluentes industriais nos países em desenvolvimento, transformando rios e lagos contaminados em fontes de água potável.
Além disso, como essa tecnologia não gera subprodutos tóxicos como alguns sistemas de células solares, os nanomatas são extremamente ecológicos. “É um materials seguro, não vai doer nada, e é o mais limpo possível”, disse Gouma.
Ainda assim, embora a tecnologia desta equipe seja incrivelmente eficiente, quanto tempo levará para aumentar comercialmente depende da rapidez com que as indústrias percebem o produto. “Temos as ferramentas para torná -las em grandes quantidades e traduzi -las para várias indústrias”, disse Gouma. “A única limitação é que ele precisa de alguém para tirar proveito desses recursos abundantes”.
No geral, as descobertas do estudo sugerem que os nanomatas podem ser uma ferramenta promissora em muitas aplicações fotocatalíticas futuras, incluindo esforços de sustentabilidade a longo prazo, como remediação ambiental e produção de hidrogênio acionada por energia photo voltaic.
Enquanto isso, a equipe planeja examinar maneiras de otimizar ainda mais o materials.
“Este materials é completamente novo em termos de uma nova forma de nanotecnologia”, disse Gouma. “É realmente impressionante e algo que estamos muito empolgados”.
Outros co-autores do estado de Ohio incluem Fateh Mikaeilia e Mohammad Mahafuzur Rahaman. Este estudo foi apoiado pela Nationwide Science Basis.
