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Uma técnica especial em escala atômica para transformar as nanopartículas brancas de dióxido de titânio em nanopartículas escuras de alta eficiência foi proposta por pesquisadores do Berkeley Lab’s Environmental Energy Technologies Division da University of California at Berkeley. Samuel Mao [1] lidera o desenvolvimento de uma técnica para modificar a estrutura cristalina do dióxido de titânio, que acaba por mudar a cor do TiO2 de branco para preto. Esta mudança de cor é uma evidência que as partículas passam a absorver tanto a luz visível, a ultravioleta a a infravermelha, aumentando substancialmente a quantidade de energia que as nanopartículas podem absorver do espectro solar, que é fundamental para que o dióxido de titânio tenha atividade fotocatalítica.  Os pesquisadores demonstraram que as nanopartículas pretas de dióxido de titânio são capazes de produzir hidrogênio a partir da decomposição fotocatalítica da água sob luz solar, com eficiência muito alta.

A síntese de nanopartículas pretas de dióxido de titânio foi baseada num processo de hidrogenação, no qual os nanocristais brancos de TiO2 são submetidos a alta pressão de hidrogênio. Numa palestra proferida no Encontro Nacional da American Chemical Society, em New Orleans, em 2013, o pesquisador Samuel Mao falou sobre a “Engenharia da Desordem: Transformando o dióxido de titânio em nanopartículas pretas”, discutiu o conceito da “engenharia da desordem” e como a introdução de hidrogênio modifica a estrutura das bandas para aumentar a mobilidade do hidrogênio.

Esses estudos não somente produziram um novo catalisador promissor para a produção de hidrogênio, mas também tem ajudado a dissipar algumas crenças científicas amplamente difundidas, no que diz respeito às exigências de ser um cristal único com mínimos defeitos e níveis de energia logo abaixo da banda de condução. Os estudos no Berkeley Lab’s Advanced Light Source também tem  ajudado a responder a questão de quanto do hidrogênio detectado nos experimentos de Mao vem da reação de decomposição fotocatalítica da água, e quanto vem do hidrogênio adsorvido no dióxido de titânio durante o processo de síntese das nanopartículas pretas de TiO2. Os resultados mostraram que somente uma pequena quantidade do hidrogênio é adsorvido no TiO2 preto.

Saiba maishttp://newscenter.lbl.gov/science-shorts/2013/04/10/good-cats-wear-black/

[1] Chen X, Liu L, Marcus M A, Wang W-C,  Oyler N A, Grass M E, Mao B, Glans P-A, Yu P Y, Guo J, Mao S S, Properties of disorder-engineered black titanium dioxide nano particles through hydrogenatioScientific Reports, 3, 1510, 2013.

 

 

 

Categorias: Pesquisadores

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