{"id":4613,"date":"2016-07-29T10:44:29","date_gmt":"2016-07-29T13:44:29","guid":{"rendered":"http:\/\/sbpmat.org.br\/?p=4613"},"modified":"2017-01-25T21:10:48","modified_gmt":"2017-01-26T00:10:48","slug":"artigo-em-destaque-nanoparticulas-super-eficientes-para-catalisar-a-producao-de-hidrogenio-um-combustivel-alternativo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbpmat.org.br\/pt\/artigo-em-destaque-nanoparticulas-super-eficientes-para-catalisar-a-producao-de-hidrogenio-um-combustivel-alternativo\/","title":{"rendered":"Artigo em destaque. Nanopart\u00edculas super eficientes para catalisar a produ\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio, um combust\u00edvel alternativo."},"content":{"rendered":"

O artigo cient\u00edfico com participa\u00e7\u00e3o de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste m\u00eas \u00e9: Hybrid tantalum oxide nanoparticles from the hydrolysis of imidazolium tantalate ionic liquids: efficient catalysts for hydrogen generation from ethanol\/water solutions. <\/strong>Virg\u00ednia S. Souza, Jackson D. Scholten, Daniel E. Weibel, Dario Eberhardt, Daniel L. Baptista, S\u00e9rgio R. Teixeira and Jairton Dupont. J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 7469-7475. DOI: 10.1039\/C6TA02114J.<\/p>\n

Nanopart\u00edculas super eficientes para catalisar a produ\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio, um combust\u00edvel alternativo<\/strong><\/p>\n

Enquanto algumas unidades de carros que usam hidrog\u00eanio como combust\u00edvel come\u00e7am a ser comercializadas, cientistas de diversos lugares do mundo continuam trabalhando para encontrar as formas mais limpas, sustent\u00e1veis, seguras e econ\u00f4micas de gerar e armazenar hidrog\u00eanio. De fato, apesar de ser o elemento mais abundante do universo e estar presente na \u00e1gua e em uma infinidade de outros compostos, o hidrog\u00eanio n\u00e3o pode ser encontrado em estado puro em nosso planeta, e precisa, portanto, ser obtido a partir de outros compostos.<\/p>\n

Um dos melhores m\u00e9todos, dos pontos de vista ecol\u00f3gico e econ\u00f4mico, para se produzir hidrog\u00eanio \u00e9 o water splitting<\/i>, que consiste na separa\u00e7\u00e3o de mol\u00e9culas de \u00e1gua em seus dois elementos prim\u00e1rios, gerando os gases hidrog\u00eanio (H2<\/sub>) e oxig\u00eanio (O2<\/sub>). Essa divis\u00e3o pode ser realizada utilizando a energia abundante da luz solar, a temperatura ambiente. Por\u00e9m, para que, na pr\u00e1tica, a luz consiga dividir uma mol\u00e9cula de \u00e1gua, \u00e9 necess\u00e1rio contar com a ajuda de nanopart\u00edculas feitas de determinados materiais semicondutores que funcionam como catalisadores ou, mais precisamente, fotocatalisadores.<\/p>\n

Em um estudo totalmente realizado no Brasil, uma equipe de cientistas desenvolveu um novo m\u00e9todo, simples e eficiente, para fabricar nanopart\u00edculas de \u00f3xido de t\u00e2ntalo (Ta2<\/sub>O5<\/sub>) com \u00f3timo desempenho como catalisadores na gera\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio. A pesquisa foi reportada em um artigo recentemente publicado no peri\u00f3dico Journal of Materials Chemistry A<\/i> (fator de impacto: 8,262).<\/p>\n

\"Fotos<\/a>
Fotos dos autores principais do artigo. Come\u00e7ando pela esquerda do leitor: a doutora Virg\u00ednia Souza, o professor Jackson Scholten e o professor Jairton Dupont.<\/figcaption><\/figure>\n

O trabalho foi desenvolvido com financiamento da Coordena\u00e7\u00e3o de Aperfei\u00e7oamento de Pessoal de N\u00edvel Superior (CAPES) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient\u00edfico e Tecnol\u00f3gico (CNPq), dentro da pesquisa de doutorado de Virg\u00ednia Serra Souza<\/a> no Instituto de Qu\u00edmica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (IQ-UFRGS), sob orienta\u00e7\u00e3o do professor Jairton Dupont<\/a>.<\/p>\n

\u201cA ideia desta pesquisa surgiu quando busc\u00e1vamos uma rota alternativa e eficiente para a s\u00edntese de nanopart\u00edculas de Ta2<\/sub>O5<\/sub> e, ent\u00e3o, ap\u00f3s alguns experimentos, decidimos testar a possibilidade de utilizar l\u00edquidos i\u00f4nicos como fontes e agentes estabilizantes dos nanomateriais\u201d, conta o professor Jackson Damiani Scholten<\/a>, um dos autores correspondentes do artigo e membro do grupo de pesquisa do IQ-UFRGS. Esse grupo tem ampla experi\u00eancia no estudo e desenvolvimento de l\u00edquidos i\u00f4nicos (sais que se apresentam em estado l\u00edquido a temperatura ambiente). Devido \u00e0s suas propriedades f\u00edsico-qu\u00edmicas, os l\u00edquidos i\u00f4nicos podem ser usados durante a fabrica\u00e7\u00e3o de nanopart\u00edculas como agentes estabilizantes, para manter as part\u00edculas na escala nanom\u00e9trica.<\/p>\n

Souza, Scholten e Dupont prepararam dois tipos de l\u00edquidos i\u00f4nicos contendo t\u00e2ntalo e geraram as condi\u00e7\u00f5es para que acontecesse a hidr\u00f3lise (quebra de liga\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas de um composto por efeito da adi\u00e7\u00e3o de \u00e1gua). Os elementos resultantes da hidr\u00f3lise, provenientes da \u00e1gua e do l\u00edquido i\u00f4nico, se recombinaram formando as nanopart\u00edculas de \u00f3xido de t\u00e2ntalo.<\/p>\n

A equipe p\u00f4de verificar que tinha produzido nanopart\u00edculas de \u00f3xido de t\u00e2ntalo de tamanho entre 1,5 e 22 nm, sendo que as menores tinham sido geradas a partir de um dos l\u00edquidos i\u00f4nicos e as maiores, do outro. Com aux\u00edlio do professor Daniel E. Weibel, tamb\u00e9m do IQ-UFRGS, a composi\u00e7\u00e3o superficial das nanopart\u00edculas foi estudada. Os cientistas propuseram que as nanopart\u00edculas obtidas eram h\u00edbridas: em volta do \u00f3xido de t\u00e2ntalo havia restos de l\u00edquido i\u00f4nico.<\/p>\n

Para ver como as nanopart\u00edculas se desempenhavam como catalisadores na separa\u00e7\u00e3o de mol\u00e9culas de \u00e1gua para gera\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio, a equipe realizou os testes fotocatal\u00edticos em equipamentos do Instituto de F\u00edsica da UFRGS, disponibilizados pelo professor S\u00e9rgio R. Teixeira. Os testes foram feitos numa solu\u00e7\u00e3o contendo, al\u00e9m da \u00e1gua, etanol \u2013 composto que contribui ao aumento da taxa de produ\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio.<\/p>\n

\u201cPara nossa satisfa\u00e7\u00e3o, as nanopart\u00edculas de Ta2<\/sub>O5<\/sub> apresentaram um dos melhores resultados j\u00e1 publicados para a produ\u00e7\u00e3o de H2<\/sub> a partir de uma solu\u00e7\u00e3o \u00e1gua\/etanol\u201d, lembra o professor Scholten. Esse resultado excepcional foi atribu\u00eddo no artigo \u00e0 presen\u00e7a de l\u00edquido i\u00f4nico nas nanopart\u00edculas. \u201cAcredita-se que o l\u00edquido i\u00f4nico residual propicie a forma\u00e7\u00e3o de uma regi\u00e3o hidrof\u00edlica na superf\u00edcie do Ta2<\/sub>O5<\/sub> favorecendo a aproxima\u00e7\u00e3o das mol\u00e9culas polares (\u00e1gua e etanol)\u201d, explica Scholten. Para terem mais certeza a respeito, os cientistas retiraram o l\u00edquido i\u00f4nico das nanopart\u00edculas mediante um tratamento t\u00e9rmico e comprovaram que sua atividade fotocatal\u00edtica era muito baixa.<\/p>\n

Em outra etapa da pesquisa, Dario Eberhardt, ent\u00e3o professor da Universidade de Caxias do Sul (UCS), colaborou com a equipe na deposi\u00e7\u00e3o de nanopart\u00edculas de platina de cerca de 1 nm na superf\u00edcie das nanopart\u00edculas h\u00edbridas de \u00f3xido de t\u00e2ntalo pela t\u00e9cnica de\u00a0sputtering<\/em>, realizada no IF-UFRGS. O material foi caracterizado com o aux\u00edlio do professor Daniel L. Baptista, do IF-UFRGS. Com a adi\u00e7\u00e3o da platina, o desempenho das nanopart\u00edculas de \u00f3xido de t\u00e2ntalo com l\u00edquido i\u00f4nico nos testes fotocatal\u00edticos foi ainda melhor.<\/p>\n

Desta maneira, este trabalho desenvolvido na regi\u00e3o Sul do Brasil apresentou um novo m\u00e9todo de fabrica\u00e7\u00e3o de catalisadores super eficientes para uso na produ\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio, um combust\u00edvel alternativo promissor, a partir de \u00e1gua e etanol, dois recursos renov\u00e1veis e abundantes.<\/p>\n

\"figura<\/a>
Esta figura cedida pelos autores do artigo representa o processo de fabrica\u00e7\u00e3o de nanopart\u00edculas de \u00f3xido de t\u00e2ntalo a partir da hidr\u00f3lise de l\u00edquidos i\u00f4nicos, seguida da deposi\u00e7\u00e3o de nanopart\u00edculas de platina no primeiro material e, finalmente, a aplica\u00e7\u00e3o desse segundo material na obten\u00e7\u00e3o de g\u00e1s hidrog\u00eanio pelo processo de \u201cwater splitting\u201d.<\/figcaption><\/figure><\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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