Energias Renováveis

Energias Renováveis: Barato Metal catalisador pode efetivamente gerar o hidrogênio da água

Hidrogénio exigiria um papel fundamental no futuro, tecnologias de energias renováveis, os especialistas concordam, se um relativamente barato, eficiente e de carbono neutro, meios de produção pode ser desenvolvida. Um importante passo para este objetivo elusivo tem sido tomada por uma equipe de pesquisadores do Departamento E.U. de Energia (DOE) Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) e da Universidade da Califórnia, Berkeley. A equipe descobriu um catalisador de metal de baixo custo que possam efetivamente gerar gás hidrogênio da água.

Da esquerda, Jeffrey Long, Christopher Chang e Hemamala Karunadasa descobriram um metal de baixo custo que pode gerar o hidrogênio da água neutro, mesmo se estiver suja, e pode operar em água do mar. (Crédito: Foto por Kaltschmidt Roy, Berkeley Lab Assuntos Público
Hidrogénio exigiria um papel fundamental no futuro, tecnologias de energias renováveis, os especialistas concordam, se um relativamente barato, eficiente e de carbono neutro, meios de produção pode ser desenvolvida. Um importante passo para este objetivo elusivo tem sido tomada por uma equipe de pesquisadores do Departamento E.U. de Energia (DOE) Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) e da Universidade da Califórnia, Berkeley. A equipe descobriu um catalisador de metal de baixo custo que possam efetivamente gerar gás hidrogênio da água.

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Nosso catalisador nova redução de prótons é baseado em um complexo de metal de molibdênio-oxo que é aproximadamente 70 vezes mais barato do que a platina, o catalisador de hoje metal mais amplamente utilizado para dividir a molécula de água", disse Hemamala Karunadasa, um dos co-descobridores do complexo . "Além disso, nosso catalizador não necessita de aditivos orgânicos, e pode operar em águas neutras, mesmo se estiver suja, e pode operar em água do mar, a fonte mais abundante de hidrogênio na Terra e um eletrólito natural. Estas qualidades fazem de nosso catalizador ideal para as energias renováveis e da química sustentável. " Karunadasa prende nomeações comum com a Berkeley Lab's Chemical Sciences Division e Berkeley UC Departamento de Química. Ela é a autora de um artigo que descreve este trabalho que aparece na 29 abril de 2010 edição da revista Natureza, intitulado "Um catalisador de oxo-molibdênio molecular para gerar o hidrogênio da água." Co-autores deste trabalho foram Christopher Chang Long e Jeffrey, que também prendem nomeações comum com laboratório de Berkeley e UC Berkeley. Chang, além disso, é também um investigador com o Howard Hughes Medical Institute (HHMI).
Gás de hidrogênio, seja queimado ou utilizado em células a combustível para gerar eletricidade, emite apenas vapor d'água como um produto de escape, que é por isso que este país já estaria rolando para uma economia do hidrogênio se houvesse poços de hidrogênio a torneira. No entanto, o gás de hidrogênio não ocorre naturalmente e tem de ser produzido. A maior parte do gás de hidrogênio nos Estados Unidos vem hoje a partir do gás natural, um combustível fóssil. Apesar de barata, essa técnica acrescenta enormes volumes de emissões de carbono para a atmosfera. O hidrogénio pode também ser produzido através da eletrólise da água - utilizando eletricidade para dividir moléculas de água em moléculas de hidrogênio e oxigênio. Este é um método ambientalmente limpa e sustentável da produção - especialmente se a eletricidade é gerada através de uma tecnologia renovável como a solar ou eólica -, mas requer um catalisador de separação da água.
Natureza desenvolveu enzimas extremamente eficiente de separação da água - hydrogenases chamado - para utilização pelas plantas durante a fotossíntese, no entanto, essas enzimas são altamente instáveis e facilmente desativado quando removida de seu meio ambiente natural. As atividades humanas exigem um catalisador de metal estável que pode operar em ambientes não-biológicos.
Catalisadores metálicos estão comercialmente disponíveis, mas são de baixa valência metais preciosos cujo alto custo tornam a sua utilização generalizada proibitivo. Por exemplo, platina, o melhor deles, os custos de cerca de US $ 2.000 um onça.
"O desafio de base científica foi a criação de terra abundante sistemas moleculares que produzem hidrogênio a partir de água com alta atividade catalítica e estabilidade", Chang diz. "Acreditamos que nossa descoberta de um catalisador de oxo-molibdênio molecular para gerar o hidrogênio da água sem o uso de ácidos orgânicos adicionais ou co-solventes químicos, estabelece um paradigma para a criação de novos catalisadores de redução que é altamente ativo e robusto em meio aquoso."
O complexo oxo-molibdênio que Karunadasa, Chang Long e descobri é um metal de alta valência com o nome químico do (PY5Me2) Mo-oxo. Em seus estudos, os pesquisadores descobriram que este complexo catalisa a geração de hidrogênio da água tamponada neutra ou até mesmo água do mar com uma freqüência de negócios de 2,4 moles de hidrogênio por mol de catalisador por segundo.
Long diz: "O complexo de metal-oxo representa um motivo distinto molecular para a catálise de redução que tem alta atividade e estabilidade na água. Estamos agora concentrados na modificação do ligante PY5Me parte do complexo e investigar outros complexos metálicos com base em plataformas semelhantes ao ligante facilitar ainda mais a carga elétrica baseada assim como a luz-driven processos catalíticos. Nossa ênfase é sobre a química relevante aos ciclos de energia sustentável. "
Esta pesquisa foi suportada em parte pelo escritório da CORÇA da ciência através do Helios Berkeley Lab Solar Energy Research Center, e em parte por uma concessão do National Science Foundation.
Fonte notícia:

Adaptado dos materiais fornecidos pelo DOE Lawrence Berkeley / Laboratório Nacional

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