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Uma equipe de pesquisadores, liderada pelo professor Ji-Hyun Jang, da Escola de Energia e Engenharia Química da UNIST, alcançou um avanço significativo no desenvolvimento de fotoeletrodos. Por meio de pesquisa colaborativa com o professor Junghoon Lee da Universidade Dongseo e o Dr. Hyo-Jin Ahn do Centro Alemão de Pesquisa e Desenvolvimento de Engenharia LSTME Busan, a equipe criou com sucesso um fotoeletrodo estável e de alto desempenho incorporando semicondutores orgânicos como uma camada intermediária em materiais inorgânicos existentes. Fotoeletrodos baseados em semicondutores.
A produção de hidrogénio verde utilizando energia solar envolve a divisão da água nos seus elementos constituintes através de cargas geradas em semicondutores que absorvem a luz solar. Estudos anteriores focaram principalmente na utilização de semicondutores inorgânicos para a construção de fotoeletrodos. No entanto, os semicondutores orgânicos oferecem diversas vantagens, como custos mais baixos, vários métodos de processo e produção mais fácil em larga escala. Além disso, a sua elevada eficiência de conversão de energia solar traduz-se numa maior eficiência de produção de hidrogénio. No entanto, a suscetibilidade dos semicondutores orgânicos aos danos causados pela água limitou a sua aplicação em fotoeletrodos.
Para superar esse desafio, a equipe de pesquisa aplicou um revestimento de semicondutores orgânicos na superfície de fotoeletrodos convencionais à base de óxido de ferro para garantir estabilidade quando expostos à água. Além disso, eles implementaram um catalisador (hidróxido de dupla camada de níquel/ferro) como uma camada protetora adicional sobre o semicondutor orgânico revestido para evitar o contato direto com a água. Esta abordagem inovadora permitiu que as cargas geradas a partir da absorção de energia solar facilitassem reações eficientes de produção de hidrogênio.
O professor Jang expressou o entusiasmo da equipe com os resultados da pesquisa, dizendo: “Ao superar as limitações dos fotoeletrodos tradicionais orientados a semicondutores inorgânicos, demonstramos o potencial para uma utilização mais extensa de semicondutores orgânicos na produção de hidrogênio por meio de fotoeletrodos.”
Este avanço não só abre novas possibilidades para aumentar a eficiência e a estabilidade, mas também contribui para o avanço de soluções energéticas sustentáveis para um futuro neutro em carbono.
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