Nanomaterial sustentável transforma resíduos em solução para poluição e energia limpa

Um grupo de pesquisadores das universidades federais de São Carlos (UFSCar) e do Rio Grande do Norte (UFRN) criou um nanomaterial inovador a partir de resíduos da indústria siderúrgica e conchas marinhas. Esse composto, ativado pela luz solar, desempenha duas funções simultâneas: degrada poluentes na água e produz hidrogênio, um combustível limpo e promissor para a transição energética.

A tecnologia se baseia em uma heterojunção, que é a interface formada pelo acoplamento de dois materiais com propriedades elétricas diferentes: a hidroxiapatita e o óxido de ferro. Essa combinação possibilitou que, ao ser exposto à luz solar, o sistema eliminasse até 75% do corante azul de metileno da água em um período de apenas duas horas e meia. Este corante, amplamente utilizado na indústria têxtil, não apenas representa riscos à saúde humana, mas também bloqueia a passagem de luz nos corpos d’água, prejudicando a fotossíntese de organismos aquáticos.

O óxido de ferro utilizado foi recuperado do pó de alto-forno, um subproduto da siderurgia frequentemente descartado, enquanto a hidroxiapatita foi obtida a partir de conchas marinhas. O rendimento da recuperação do óxido de ferro foi de 25%, enquanto a hidroxiapatita atingiu 63% de rendimento. A pesquisa, apoiada pela FAPESP, foi publicada no International Journal of Hydrogen Energy e contou com a colaboração do Centro para o Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF).

Os pesquisadores testaram diferentes proporções de óxido de ferro, resultando em amostras que demonstraram variações nas propriedades. A heterojunção HFe40 se destacou, sendo capaz de gerar mais de 25 micromols de hidrogênio por grama de material em quatro horas de irradiação solar. Além disso, a estabilidade do material foi comprovada em reutilizações, mostrando uma redução de apenas 6% na atividade fotocatalítica após cinco ciclos.

A pesquisa também avaliou a eficácia do material em diversas matrizes aquosas, como água de chuva, de lago e de torneira. Os resultados mostraram que a atividade do HFe40 se manteve estável, indicando a versatilidade do sistema em diferentes condições.

Apesar dos resultados promissores, os pesquisadores reconhecem que existem desafios a serem superados antes que essa tecnologia possa ser aplicada em larga escala. As próximas etapas incluem aumentar a eficiência da produção de hidrogênio e avaliar a estabilidade do material em períodos mais prolongados. A pesquisa representa um importante passo em direção a uma economia circular, transformando resíduos industriais e biológicos em soluções funcionais que atendem tanto à remediação ambiental quanto à produção de energia sustentável.