A MANEIRA MAIS SUSTENTÁVEL de fazer combustível de hidrogênio é dividir a água usando eletricidade renovável — mas isso requer acesso à água doce. Agora, pesquisadores relataram uma maneira de fazer combustível de hidrogênio de apenas umidade no ar.
Seu eletrólito extrai umidade do ar e a divide através de eletrólise renovada para criar hidrogênio. É o primeiro eletrolílico a produzir hidrogênio de alta pureza (99%) do ar que tem apenas 4% de umidade, diz Gang Kevin Li, professor de engenharia química na Universidade de Melbourne, na Austrália. O sucesso poderia abrir a possibilidade de produzir hidrogênio em regiões semiáridas, que também têm alguns dos maiores potenciais solares e de energia eólica.
Testes do protótipo de eletrólito de ar direto ao longo de 12 dias consecutivos mostraram que ele poderia produzir quase 750 litros de hidrogênio por dia, em média por metro quadrado de eletrólito. Li e seus colegas relataram os detalhes na revista Nature Communications.
O hidrogênio oferece a perspectiva de energia limpa e livre de emissões, e a economia de hidrogênio ganhou força nos últimos anos devido ao aumento do financiamento e melhorias na tecnologia. Mas a maior parte do hidrogênio ao redor do mundo hoje ainda é produzido a partir de gás natural ou carvão. O hidrogênio verde da eletrólise ainda é uma tecnologia nascente devido à necessidade de eletrólitos em grande escala.
Muitas equipes estão trabalhando em formas alternativas de fazer hidrogênio verde. Dispositivos de divisão de água movidos a energia solar, por exemplo, usam fotocatalíssts, que absorvem a luz solar para dividir água em hidrogênio e oxigênio, mas têm uma baixa eficiência solar-hidrogênio de apenas 1%. Para superar a necessidade de água doce, houve tentativas de produzir hidrogênio a partir de águas salinas e salgadas, mas os dispositivos têm que lidar com a contaminação e o cloro como subproduto.
Li e seus colegas decidiram usar a umidade no ar como fonte de água. Globalmente, há cerca de 13 trilhões de toneladas de água no ar a qualquer momento, dizem eles, e mesmo ambientes secos, como a extensa região do Sahel na África, têm uma umidade relativa média de 20%.
Para aproveitar essa umidade, os pesquisadores encharcaram uma esponja ou espuma com um líquido de eletrólito absorvente de água, e sanduíche-o entre dois eletrodos. “A água extraída pelo eletrólito é espontaneamente transportada para os eletrodos por força capilar e eletrolisada em hidrogênio no cátodo e oxigênio no ânodo”, explica Li. “Todo o processo é passivo, e não há partes móveis ou mecânicas envolvidas.”
Os pesquisadores demonstraram o uso de painéis solares ou uma pequena turbina eólica para alimentar o módulo. Eles testaram o protótipo dentro e fora no verão quente e seco de Melbourne. A eficiência solar-hidrogênio do dispositivo é de mais de 15%, diz Li.
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Para os testes ao ar livre, eles conectaram cinco eletrólitos em paralelo, que, alimentados pelo sol, produziam 745 L de hidrogênio por metro quadrado por dia, o suficiente para aquecer uma casa. Eles também deixaram o protótipo funcionar sozinho por oito meses para mostrar durabilidade.
O protótipo tem apenas alguns centímetros quadrados na área agora. Mas no próximo ano, com financiamento de investidores, a equipe planeja fazer eletrolílicos maiores, com áreas de eletrodos de 10 metros quadrados, diz Li. Eles também estão melhorando a receita de eletrólitos para aumentar ainda mais a eficiência energética e a produção, diz ele.
Tanto a eficiência quanto a saída não devem ser afetadas quando o dispositivo for dimensionado. Mas o principal desafio que a equipe enfrenta é encontrar os materiais certos para o eletrólito, diz ele. “Como podemos torná-lo mais barato e melhor?”
Fonte: https://spectrum.ieee.org/engineers-make-green-hydrogen-from-air
Diário de Nilton Felipe 