Um grupo de pesquisadores do Centro de Inovação em Novas Energias (CINE) desenvolveu um método inovador de purificação de materiais que é simples, econômico e de baixo impacto ambiental. Esse avanço permitiu que os cientistas melhorassem a eficiência de um filme de ferrita de bismuto, um material promissor para o processo de geração de hidrogênio verde.
O que é a Ferrita de Bismuto?
A ferrita de bismuto tipo mulita (Bi₂Fe₄O₉) é utilizada como fotoeletrocatalisador na geração de hidrogênio através da fotoeletro-oxidação. Nesse processo, moléculas de água ou derivados da biomassa são oxidadas utilizando a luz solar como fonte de energia. Os filmes de ferrita de bismuto desempenham um papel crucial ao absorver a luz e promover reações eletroquímicas que separam o hidrogênio das moléculas originais, como água, glicerol e etanol.
Desafios na Geração de Hidrogênio
Apesar de seu potencial, os fotoeletrocatalisadores enfrentavam limitações significativas, principalmente devido à presença de compostos indesejados, conhecidos como fases secundárias, dentro do material. A pesquisa realizada pelos membros do CINE, em laboratórios da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), trouxe uma solução valiosa: um método de purificação que elimina esses compostos indesejados.
Avanços na Fotoeletro-oxidação
“A pesquisa melhorou significativamente a performance do material na fotoeletro-oxidação de moléculas orgânicas”, explica Pablo Fernández, professor da Unicamp e coautor do artigo publicado na revista Electrochimica Acta. Apesar de ainda haver desafios a serem superados para o uso em sistemas reais, essa descoberta representa um passo importante rumo à criação de materiais sustentáveis e acessíveis, com aplicações na geração de hidrogênio verde.
Método de Purificação Desenvolvido
O estudo, conduzido durante o doutorado de Bruno Leuzinger da Silva sob a orientação da professora Ana Flávia Nogueira, revelou que o filme de ferrita de bismuto se purificava espontaneamente ao interagir com glicerol e luz. A equipe formulou um método fotoeletroquímico de purificação, no qual o material é colocado em contato com glicerol. Quando exposto à luz, ocorre uma série de reações eletroquímicas que eliminam as fases secundárias.
Este método utiliza eletricidade, luz e glicerol — um composto renovável e biodegradável, amplamente disponível como subproduto da produção de biodiesel. As inovações trazidas por essa pesquisa abrem novas possibilidades para o desenvolvimento de materiais de alta pureza e baixo custo, essenciais para aplicações em reações fotoeletroquímicas, que incluem a produção sustentável de combustíveis, matérias-primas e tratamento de efluentes.
Apoio à Pesquisa
A pesquisa foi financiada pela FAPESP através de múltiplos projetos e recebeu suporte adicional do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), da Shell, além da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP).
Para mais detalhes, o artigo "Photoelectrochemical Bi₂Fe₄O₉ phase purification – Removing the phase Bi₂O₃ from Bi₂Fe₄O₉/Bi₂O₃ thin films" pode ser acessado em: www.sciencedirect.com.
Informações da Agência FAPESP