As duas versões estão alinhadas bloco a bloco, pela ordem do texto: título, o essencial e depois parágrafo a parágrafo. Quando a tradução fundiu ou dividiu um parágrafo, a casa correspondente fica vazia — nunca aproximamos duas passagens a olho.
Under the beam of an X-ray instrument at the Australian Synchrotron, a catalyst powder sits in front of the light that drives it. When the light goes on, the nickel and cobalt atoms on its surface change their chemical state; when it goes off, they change back. That back-and-forth, observed in less than one second, is the heart of a new study led by researchers at the University of New South Wales (UNSW).
Sob o feixe de um instrumento de raios X no Síncrotrão Australiano, um pó catalisador está colocado diante da luz que o ativa. Quando a luz se acende, os átomos de níquel e cobalto à superfície mudam de estado químico; quando se apaga, voltam ao estado inicial. Esse vaivém, observado em menos de um segundo, é o cerne de um novo estudo liderado por investigadores da Universidade de Nova Gales do Sul (UNSW).
The process is called photoreforming. Light energy drives a reaction that splits a feedstock into hydrogen and other products at the same time. The team chose glycerol, the byproduct of biodiesel production, which the growing biodiesel industry makes in large quantities, about 100 kilograms for every ton of biodiesel. Crude glycerol can be worth as little as US$0.11 per kilogram. Turning it into glyceraldehyde and dihydroxyacetone, used in the chemical and pharmaceutical industries, changes that value. Those two products are valued at approximately US$75 and US$150 per kilogram.
O processo chama-se fotorreformação. A energia luminosa impulsiona uma reação que decompõe uma matéria-prima em hidrogénio e outros produtos ao mesmo tempo. A equipa escolheu o glicerol, subproduto da produção de biodiesel, que a crescente indústria do biodiesel gera em grandes quantidades, cerca de 100 quilogramas por cada tonelada de biodiesel. O glicerol bruto pode valer apenas 0,11 dólares americanos por quilograma. Transformá-lo em gliceraldeído e di-hidroxiacetona, usados nas indústrias química e farmacêutica, altera esse valor. Estes dois produtos valem cerca de 75 dólares americanos e 150 dólares americanos por quilograma, respetivamente.
The photocatalyst is made of zinc indium sulfide, modified with very small amounts of nickel and cobalt. Under visible light, the nickel-cobalt cocatalyst raised the hydrogen evolution rate by approximately 10 times compared with the unmodified material. It also changed where the glycerol went. The unmodified surface mostly favored a pathway producing hydroxyacetone; with nickel and cobalt added, more of the glycerol followed the routes leading to glyceraldehyde and dihydroxyacetone.
O fotocatalisador é feito de sulfureto de zinco e índio, modificado com quantidades muito pequenas de níquel e cobalto. Sob luz visível, o cocatalisador de níquel e cobalto aumentou a taxa de libertação de hidrogénio cerca de 10 vezes em relação ao material não modificado. Alterou também o destino do glicerol. A superfície não modificada favorecia sobretudo uma via que produz hidroxiacetona; com o níquel e o cobalto, mais glicerol seguiu as vias que conduzem ao gliceraldeído e à di-hidroxiacetona.
The mechanism was the hardest part to see. Using in situ X-ray absorption spectroscopy (XAS), which reads the chemical state of a metal while the material is working, ANSTO principal scientist Bernt Johannessen and colleagues watched the nickel and cobalt sites. Their starting state was mostly positively charged ions; under light they became more reduced, the form associated with the active catalyst. Dark control measurements showed the change was driven by light, not by the X-ray beam. A second technique, infrared microspectroscopy, followed the molecules on the surface and helped identify the intermediates along the way.
O mecanismo foi a parte mais difícil de observar. Recorrendo à espetroscopia de absorção de raios X in situ (XAS), que lê o estado químico de um metal enquanto o material está a trabalhar, o cientista principal da ANSTO Bernt Johannessen e colegas acompanharam os sítios de níquel e cobalto. O estado inicial era sobretudo o de iões com carga positiva; sob luz, tornaram-se mais reduzidos, a forma associada ao catalisador ativo. Medições de controlo no escuro mostraram que a alteração era provocada pela luz, e não pelo feixe de raios X. Uma segunda técnica, a microespectroscopia de infravermelhos, seguiu as moléculas à superfície e ajudou a identificar os intermediários ao longo do percurso.
For biodiesel producers, the value of the approach depends on what it could eventually do with their leftover glycerol, and the study does not answer that. It gives no price for the process, no capacity figure and no date for a demonstration outside the lab, and its hydrogen figures come from simulated sunlight. What it does establish is a method for seeing how the catalyst works, which the team says is what makes it possible to design catalysts that steer the reaction toward chosen products. Any move from this bench result to a plant would start with that design work.
Para os produtores de biodiesel, o valor da abordagem depende do que poderia, um dia, fazer com o glicerol que sobra, e o estudo não responde a essa questão. Não apresenta qualquer preço para o processo, nenhum valor de capacidade nem data para uma demonstração fora do laboratório, e os seus dados de hidrogénio provêm de luz solar simulada. O que estabelece é um método para ver como funciona o catalisador, o que, segundo a equipa, torna possível conceber catalisadores capazes de orientar a reação para os produtos escolhidos. Qualquer passagem deste resultado de bancada para uma unidade industrial começaria por esse trabalho de conceção.