Material fototérmico dessaliniza água usando apenas energia solar

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/05/2025

Fototermal

Um novo material fotot?rmico ? base de tit?nio converte a luz solar em calor com uma efici?ncia incompar?vel.

A tecnologia para converter energia solar em energia t?rmica, como tamb?m seu inverso, a convers?o termossolar, est?o em constante evolu??o porque h? in?meras aplica??es para ambas.

Loick Pichon e colegas do Instituto Nacional de Pesquisas Cient?ficas do Canad? foram buscar um novo candidato a conversor fototermal no campo dos fotocatalisadores, que usam a luz para facilitar rea??es qu?micas.

S?o os chamados ?xidos de tit?nio estequiom?tricos ou, mais especificamente, em formas subestequiom?tricas desse material, caracterizadas por uma ligeira defici?ncia de ?tomos de oxig?nio. Conhecidas como fases Magn?li, essas formas t?m composi??es qu?micas espec?ficas e, portanto, propriedades distintas, incluindo propriedades el?tricas, qu?micas e catal?ticas.

"Tradicionalmente, o Ti₄O₇ tem sido sintetizado na forma de p? usando m?todos de redu??o t?rmica. Essa abordagem impede a obten??o da fase pura do material, dificultando o controle de sua composi??o, morfologia e nanoestrutura," contou Pichon.

O truque consistiu em usar uma t?cnica conhecida como pulveriza??o cat?dica por magnetron (ou plasma RF-magnetron), comumente usado na ind?stria de semicondutores para depositar filmes finos do ?xido de tit?nio. Pela primeira vez, a t?cnica permitiu produzir pel?culas finas do material, que podem ser aplicadas na forma de revestimento - at? agora, s? se produziam pelotas muito compactadas.

"O revestimento de Ti₄O₇ depositado por esse m?todo, filmes com algumas centenas de nan?metros de espessura, muda completamente as propriedades da superf?cie do substrato, que pode variar em tamanho ou composi??o do material, variando de placas de metal a pastilhas de sil?cio ou placas de vidro," explicou o professor El Khakani, coordenador da equipe.

Efici?ncia in?dita

Os filmes de Ti₄O₇ fabricados pela equipe apresentaram a maior absor??o ?ptica em uma ampla faixa de comprimentos de onda (200-1500 nm). A luz solar absorvida ? convertida em calor de modo muito eficiente, elevando a temperatura dos filmes em at? 54 ?C.

Ou seja, a efici?ncia fotot?rmica externa dos filmes alcan?ou 74%, o maior valor relatado at? hoje.

Com este rendimento in?dito e com a possibilidade de deposi??o controlada dos filmes finos sobre diferentes substratos, abrem-se as portas para in?meras aplica??es, da convers?o de energia solar em calor ? produ??o de hidrog?nio e de compostos qu?micos como a am?nia, gra?as ?s capacidades catal?ticas do material, e at? a dessaliniza??o de ?gua.

"A capacidade de criar revestimentos fotot?rmicos finos em superf?cies de tamanho razo?vel ? particularmente promissora para a dessaliniza??o passiva em aplica??es de nicho, usando apenas luz solar direta e n?o exigindo entrada de energia el?trica externa, ao contr?rio do processo de osmose reversa comumente usado," acrescentou o professor El Khakani.

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