Olá, posso te ajudar?
Pular para o conteúdo

Luz solar para gás de síntese: revolucionando a reforma do metano

Arte conceitual de produção de gás combustível de energia

Os cientistas desenvolveram um novo sistema fotocatalisador para a produção eficiente de gás de síntese a partir da reforma a vapor do metano, utilizando energia solar e operando sob pressão atmosférica. Esta tecnologia marca um passo significativo em direção à produção sustentável de gás de síntese e a um futuro energético pós-carbono. Crédito: SciTechDaily.com

Um novo método de fotocatálise movido a energia solar para a produção de gás de síntese a partir da reforma a vapor de metano promete uma abordagem mais sustentável e eficiente para a geração de gás de síntese.

Pesquisas recentes revelam um avanço na produção de gás de síntese movido a energia solar, marcando uma transição potencial para uma era energética pós-carbono. Este processo inovador envolve a reforma do vapor de metano, um método que aquece o metano com vapor na presença de um catalisador para gerar hidrogênio e monóxido de carbono, conhecidos coletivamente como gás de síntese. Syngas é um recurso valioso, servindo como combustível versátil.

Desafios na reforma do vapor de metano

Historicamente, alcançar as reações químicas necessárias para a reforma a vapor do metano tem sido um desafio. O processo normalmente exige altas temperaturas entre 700 e 1000 graus Celsius e pressões superiores a 20 bar. Estas condições exigentes limitaram a sua praticidade e eficiência.

Fotocatálise Syngas facilitada

Esquema para adsorção/ativação simultânea de CH4 e H2O pelo sistema RhOx/GaN baseado em cálculos da teoria do funcional de densidade. Crédito: Li et al.

Fotocatálise: uma nova abordagem

Baowen Zhou e sua equipe apresentam uma plataforma pioneira de fotocatálise que permite a produção de gás de síntese em uma câmara de quartzo sob pressão atmosférica iluminada por uma lâmpada de xenônio de 300 W sem quaisquer outras entradas de energia. O núcleo desta tecnologia é baseado em nanofios de nitreto do grupo III aprimorados com nanoaglomerados de ródio.

Mecanismo do Processo Fotocatalítico

Cálculos teóricos detalhados, exames microscópicos e no local medições espectroscópicas demonstraram que os nanofios RhOx/GaN@InGaN são capazes de ativar moléculas de metano e água sob exposição à luz. Basta adicionar luz e o metano é dividido em ânions metila e hidrogênio espécies, enquanto a água é dividida em espécies de hidrogênio e hidróxido. As reações subsequentes, facilitadas pelo nitreto de ródio e gálio, levam à formação de gás de síntese.

Eficiência e Estabilidade do Novo Sistema

A eficácia deste novo método é evidente, com uma taxa de produção de 8,1 mol de gás de síntese por grama de hidrogênio e 10.493 mol de gás de síntese por mol de óxido de ródio observada ao longo de um teste de estabilidade de 300 minutos. Isto representa um avanço significativo na tecnologia de produção de gás de síntese.

Referência: “Um híbrido semicondutor de RhOx/GaN@InGaN para ativação simultânea de metano e água em direção ao gás de síntese por fotocatálise” por Dongke Li, Zewen Wu, Yixin Li, Xiaoxing Fan, SM Najib Hasan, Shamsul Arafin, Md Afjalur Rahman, Jinglin Li , Zhouzhou Wang, Tianqi Yu, Xianghua Kong, Lei Zhu, Sharif Md Sadaf e Baowen Zhou, 21 de novembro de 2023, Nexus do PNAS.
DOI: 10.1093/pnasnexus/pgad347



Deixe um comentário