Cientistas fazem descoberta na criação de “hidrogênio verde”

De acordo com um artigo publicado em Energia da Natureza Segundo a pesquisadora Kiane de Kleijne, da Universidade de Tecnologia de Eindhoven (Holanda), a produção de hidrogênio leva, na maioria dos casos, a ganhos de dióxido de carbono (CO₂) na atmosfera. Isso ocorre apenas em parte, pois outra parcela vem da produção de gás natural.

Existem formas mais ecológicas de produzir hidrogénio, como a utilização de energia solar ou eólica para alimentar o processo que o separa das moléculas de água, mas De Kleijne argumenta que nestes casos a pegada de carbono da criação destas instalações precisa de ser considerada.

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O mesmo se aplica ao facto de a energia verde ser mais eficaz em locais com muito sol e vento, como África ou Brasil, o que significa que o hidrogénio produzido nestes locais precisa de ser transportado para o resto do mundo para utilização, o que, mais uma vez, aumenta a pegada de carbono.

“Se olharmos para todo o ciclo de vida desta forma, o hidrogénio verde muitas vezes, mas certamente nem sempre, leva a ganhos de CO₂”, disse De Kliejne.

“Os ganhos de CO₂ são geralmente maiores quando se utiliza energia eólica em vez de energia solar. Isto irá melhorar ainda mais no futuro, à medida que mais energia renovável será utilizada para fabricar turbinas eólicas, painéis solares e aço para o eletrolisador, por exemplo”, acrescenta o investigador.

Um novo processo que pode ajudar envolve um método de produção de hidrogênio denominado membrana de troca de prótons (PEM).

O que é o PEM, ou membrana de troca de prótons?

• PEM é um processo de eletrólise da água que separa o hidrogênio das moléculas de água;
• Além do custo do carbono da electricidade que alimenta o processo, o PEM é considerado tecnologia verde porque a sua única produção é o oxigénio em vez do dióxido de carbono;
• O problema é que o irídio é um dos únicos elementos que resiste ao ambiente ácido, no qual as moléculas de água se separam;
• E o irídio é muito difícil de encontrar, sendo um dos metais mais raros da Terra. Em outras palavras, é difícil criar instalações PEM em grande escala.

Para resolver este problema, um novo estudo do Instituto de Ciências Fotônicas (ICFO) da Espanha, explicado detalhadamente no vídeo a seguir.

Basicamente, os pesquisadores do ICFO criaram um catalisador anódico feito dos elementos mais comuns: cobalto e tungstênio.

Para proteger o ânodo da degradação prevista no processo de eletrólise, eles deram uma guinada única ao impregnar com água um óxido de cobalto-tungstênio – a própria substância na qual ele é feito para operar.

O resultado foi que, durante o processo de eletrólise, à medida que o novo ânodo se degradava pela perda de material, água e hidróxido – dois compostos predominantes no processo – entraram correndo para preencher os buracos deixados.

O resultado foi uma espécie de escudo aquoso que evitou que o ânodo se degradasse muito rapidamente. Em testes utilizando um reator PEM, o novo material teve um desempenho positivo.

Embora os investigadores admitam que a nova liga impregnada de água não permanece estável enquanto os ânodos atuais, eles dizem que a descoberta compensa ao demonstrar uma abordagem PEM eficiente que não depende de metais escassos.