Fibra óptica converte água e energia solar em combustível limpo

O pesquisador segura o "tarugo" inicial de sílica, que depois é esticado a quente para formar as fibras ópticas, um processo chamado "puxamento".
[Imagem: Matthew E. Potter et al. - 10.1021/acsphotonics.9b01577]

Reator de fibra óptica

Os avanços na tecnologia das fibras ópticas desempenharam um papel crucial nas telecomunicações, no armazenamento de dados e nas redes de informática.

O que é menos difundido é que, se você recobrir essas fibras ópticas com materiais específicos - como óxido de titânio ou nanopartículas de paládio - é possível alcançar um controle sem precedentes da propagação da luz.

E, com componentes adequados, é possível adicionar catalisadores para otimizar reações químicas. Essas reações podem ocorrer no interior de fibras ópticas ocas - ou fibras ópticas multiestruturadas -, que são muito eficientes, por exemplo, transmitindo múltiplos dados em diferentes cores de luz, cada cor dentro do seu próprio canal.

Pesquisadores da Universidade de Southampton, no Reino Unido, usaram essa abordagem para transformar as fibras ópticas em microrreatores fotocatalíticos que convertem água em hidrogênio usando energia solar - o chamado hidrogênio solar é um combustível limpo por excelência.

A tecnologia inovadora reveste o interior dos microcanais das fibras ópticas microestruturadas com um fotocatalisador que - na presença da luz solar - gera hidrogênio, que pode alimentar uma ampla gama de aplicações sustentáveis.

Micrografia da estrutura interna da fibra óptica microestruturada.
[Imagem: Matthew E. Potter et al. - 10.1021/acsphotonics.9b01577]

Tecnologia verde

As fibras ópticas foram especialmente projetadas para funcionarem como reatores microfluídicos de alta pressão, cada uma contendo vários capilares que executam uma reação química ao longo do comprimento do canal, de forma muito parecida com os canais microfluídicos existentes nos biochips.

Como a fibra óptica é feita de vidro (óxido de silício, ou sílica), sendo portanto transparente, coletar a luz solar é uma questão de colocá-la ao ar livre.

Além de demonstrar a escalabilidade da plataforma, a equipe agora está investigando a conversão fotoquímica de dióxido de carbono em combustível líquido.

"Ser capaz de combinar processos químicos ativados pela luz com as excelentes propriedades de propagação da luz das fibras ópticas tem um enorme potencial. Neste trabalho, o nosso fotorreator inédito apresentou melhorias significativas na atividade em comparação com os sistemas existentes. Este é um exemplo ideal de engenharia química para a tecnologia verde do século 21," disse o pesquisador Matthew Potter.

Bibliografia:

Artigo: Combining Photocatalysis and Optical Fiber Technology toward Improved Microreactor Design for Hydrogen Generation with Metallic Nanoparticles
Autores: Matthew E. Potter, Daniel J. Stewart, Alice E. Oakley, Richard P. Boardman, Tom Bradley, Pier J. A. Sazio, Robert Raja
Revista: Photonics Journal
DOI: 10.1021/acsphotonics.9b01577

FONTE: SITE INOVAÇÃO TECNOLOGICA