Folha artificial aumenta eficiência com pressão elevada, diz estudo da HZB

São PauloUm estudo revelou que as células fotoeletroquímicas, utilizadas para dividir água e produzir hidrogênio, funcionam muito melhor sob alta pressão. Essas células utilizam fotoeletrodos especiais que convertem a luz solar na eletricidade necessária para esse processo. Pesquisadores do HZB descobriram que operar essas células em maior pressão pode reduzir significativamente a perda de energia.

O estudo revelou que aumentar a pressão de 1 para 8 bar reduz pela metade as perdas de energia total, diminui as perdas óticas causadas pela formação de bolhas e reduz a transferência de oxigênio para o contraeletrodo. A melhor eficiência é alcançada com pressões entre 6 e 8 bar.

Aumento da pressão para 8 bar leva a 5-10% de aumento na eficiência

Ao elevar a pressão para 8 bar, observou-se um aumento de 5 a 10 por cento na eficiência. Esse ganho se deve principalmente à formação reduzida de bolhas nos eletrodos, o que evita a dispersão da luz e diminui o bloqueio do eletrólito. Isso permite que os fotoeletrodos recebam melhor a luz e permaneçam em contato com o eletrólito, contribuindo para a manutenção de uma alta eficiência.

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Células PEC mostraram eficiências de até 19 por cento, mas nesse nível a formação de bolhas se torna um problema. O estudo descobriu que o uso de pressões mais altas ajuda a reduzir o tamanho das bolhas. Isso mantém a eficiência elevada e torna o processo de produção de hidrogênio mais eficaz e estável.

A equipe de pesquisa desenvolveu um modelo para testar diversas condições e fatores, buscando identificar quais impactam mais a eficiência. Eles descobriram que aumentar a pressão acima de 8 bar não traz benefícios significativos. Por isso, recomendam manter a pressão entre 6 e 8 bar para obter os melhores resultados.

Esta nova compreensão pode ser aplicada a outros sistemas eletroquímicos e fotocatalíticos, potencializando a eficiência desses dispositivos. Isso tornaria o hidrogênio verde uma opção mais viável ao exigir menos energia para produzir a mesma quantidade de hidrogênio, reduzindo assim os custos e o impacto ambiental. Além disso, poderia acelerar a adoção de tecnologias de hidrogênio verde no mercado.

Esta pesquisa demonstra que é possível ampliar as células PEC para uso industrial. Ao aplicar os resultados a sistemas maiores, as empresas podem produzir hidrogênio de forma mais eficiente e com menor custo, contribuindo para a transição para fontes de energia sustentável. Em suma, esta investigação representa um avanço significativo para tornar o hidrogênio verde uma fonte de energia comum. Isso traz benefícios não apenas para o setor energético, mas também oferece um recurso limpo e renovável para diversas aplicações.