De acordo com artigo publicado na Nature Energy pela pesquisadora Kiane de Kleijne, da Universidade de Tecnologia de Eindhoven (Holanda), a produção de hidrogênio leva, na maioria das vezes, a ganhos de dióxido de carbono (CO₂) na atmosfera. Isso ocorre apenas em parte, já que outra parcela disso vem da produção de gás natural.
Existem formas mais ecológicas de produzir hidrogênio, como a utilização de energia solar ou eólica para alimentar o processo que o separa das moléculas de água, mas De Kleijne argumenta que, nesses casos, os rastros de carbono da criação dessas instalações precisam ser considerados.
O mesmo acontece com o fato de a energia verde ser mais eficaz em locais com muito Sol e vento, como África ou Brasil, o que significa que o hidrogênio produzido nesses locais precisa ser transportado para o resto do mundo para utilização, o que, mais uma vez, aumenta os rastros de carbono.
“Se olharmos para todo o ciclo de vida desta forma, o hidrogênio 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 usada para fabricar turbinas eólicas, painéis solares e aço para o eletrolisador, por exemplo”, acrescenta a pesquisadora.
Um novo processo que pode ajudar envolve um método de produção de hidrogênio chamado membrana de troca de prótons (PEM, na sigla em inglês).
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 eletricidade que alimenta o processo, o PEM é considerado tecnologia verde porque sua única produção é o oxigênio, em vez do dióxido de carbono;
- O problema é que o irídio é um dos únicos elementos que pode resistir ao ambiente ácido, no qual as moléculas de água são separadas;
- E o irídio é muito difícil de encontrar, sendo, inclusive, um dos metais mais raros da Terra. Ou seja, é difícil criar instalações PEM em grande escala.
Para resolver esse problema, surgiu novo estudo do Instituto de Ciências Fotônicas (ICFO) da Espanha.
Basicamente, os pesquisadores do ICFO criaram catalisador anódico feito de elementos mais comuns: cobalto e tungstênio.
Para proteger o ânodo da degradação prevista no processo de eletrólise, eles deram guinada única ao impregnar um óxido de cobalto-tungstênio com água – 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 espécie de escudo aquoso que evitou que o ânodo se degradasse muito rapidamente. Em testes utilizando um reator PEM, o novo material teve desempenho positivo.
Embora os pesquisadores admitam que a nova liga impregnada de água não permanece estável enquanto os ânodos atuais, eles dizem que a descoberta compensa ao demonstrar abordagem PEM eficiente que não depende de metais escassos.