Uma equipe de pesquisa do Instituto de Ciências de Tóquio, no Japão, desenvolveu um novo fotocatalisador sensibilizado por corante capaz de capturar comprimentos de onda mais longos da luz visível, convertendo assim a energia solar em hidrogênio de forma mais eficiente. Comparado aos fotocatalisadores tradicionais, este novo catalisador apresenta maior eficiência de conversão de hidrogênio em condições experimentais.

Esta pesquisa, liderada pelo Professor Kazuhiko Maeda e pela aluna de pós-graduação Haruka Yamamoto, do Instituto de Ciências de Tóquio, foi publicada na revista *ACS Catalysis*. A equipe de pesquisa substituiu o centro metálico de rutênio, comumente usado em fotocatalisadores sensibilizados por corante tradicionais, por ósmio, preparando com sucesso um novo catalisador capaz de absorver luz visível com comprimentos de onda superiores a 600 nanômetros, chegando a aproximadamente 800 nanômetros. Essa mudança permite que o catalisador utilize uma faixa mais ampla do espectro solar, gerando mais elétrons em estado excitado e, assim, melhorando o desempenho da evolução de hidrogênio.

Os fotocatalisadores sensibilizados por corante tradicionais normalmente usam complexos de rutênio como corantes fotossensíveis, mas estes absorvem principalmente comprimentos de onda mais curtos da luz visível. Kazuhiko Maeda explicou: “Os fotocatalisadores sensibilizados por corantes normalmente utilizam complexos de rutênio como corantes fotossensíveis. No entanto, os complexos à base de rutênio geralmente absorvem apenas comprimentos de onda mais curtos da luz visível, com um comprimento de onda de absorção máximo de 600 nm.” A equipe de pesquisa introduziu o efeito do átomo pesado de ósmio para promover a transição eletrônica de baixa energia do estado singleto para o estado tripleto, alcançando assim a captura e utilização eficazes de comprimentos de onda mais longos da luz.

Maeda destacou ainda: “No processo de expansão da faixa de absorção de luz, o ósmio provou ser um elemento-chave para a obtenção de comprimentos de onda que os complexos de rutênio não conseguem utilizar, dobrando assim a eficiência da produção de hidrogênio.” Esse aumento de eficiência significa que o catalisador também pode ter um bom potencial de desempenho em condições de luz fraca ou difusa, o que é de grande importância para aplicações como a fotossíntese artificial, que depende das condições reais de radiação solar.

Esta pesquisa fornece novas ideias para o desenvolvimento de fotocatalisadores de próxima geração que possam fazer melhor uso do espectro solar. Os pesquisadores afirmaram que este trabalho estabelece as bases para alcançar uma tecnologia de produção de hidrogênio movida a energia solar mais eficiente.