A luz solar gera hidrogênio por meio de silício poroso

Uma equipe de engenheiros mecânicos da Penn State criou uma maneira de gerar hidrogênio a partir da água. Para isso, eles podem fabricar silício poroso por meio de um procedimento que utiliza a energia solar como base. A equipe considera que esse método também é aplicável a biossensores, eletrônicos ópticos e baterias.

O processo de fabricação de silício poroso envolve subtração, assim como a escultura, em que você remove todas as partes desnecessárias para ficar com o que é necessário.

De acordo com Wang, o silício é de grande importância graças à sua propriedade de semicondutividade. A fabricação de silício poroso envolve a gravação, o que faz com que muito material seja perdido no processo. Wang, juntamente com a equipe, utiliza o material acumulado em vez de removê-lo por meio de um método de base química.

Eles começam tudo com uma das fontes mais baratas de silício, que é o tetracloreto de silício. Após a extração, uma liga de sódio e potássio é usada para tratar o material. Wang também afirmou que as ligações entre o cloro e o silício no tetracloreto de silício são muito fortes e, portanto, é necessário um agente redutor igualmente forte. Assim, a liga de sódio e potássio se qualifica.

O cloro estará ligado ao potássio, ao silício, ao cloreto de sódio, ao cloreto de potássio e ao sódio quando as ligações eventualmente se romperem. Essa ligação é sólida e resulta em um material composto de cristais de sal que estão no silício. Em seguida, ele é tratado por aquecimento e, para remover o sal, é lavado com água. O material é então deixado com poros cujos tamanhos variam de cinco a quinze nanômetros.

Todo o procedimento deve ser feito em uma área livre de oxigênio no ar. Os pesquisadores realizaram esse procedimento em uma atmosfera cheia de argônio. Isso se deve ao fato de a liga de sódio e potássio ser muito reativa.

Wang acredita que o processo pode ser ampliado até o nível de fabricação, já que há processos em escala industrial que utilizam a liga de sódio e potássio e, portanto, eles podem adotar o mesmo para produzir esse novo tipo de silício.

Devido aos inúmeros poros nas partículas de silício, a área de superfície é grande e pode ser usada como catalisador quando o sol incide sobre a água e o silício poroso. É a energia do sol que excita o elétron que reduzirá a água e gerará hidrogênio na forma gasosa.