A transição energética global ganhou impulso com dois avanços científicos recentes voltados para a produção de hidrogênio verde. Cientistas da Coreia do Sul e da Austrália desenvolveram tecnologias complementares que reduzem custos e eliminam gargalos, como a dependência de metais nobres e a necessidade de água ultrafiltrada.
Historicamente, a expansão do hidrogênio verde enfrenta dois grandes obstáculos operacionais. O primeiro é o custo exorbitante de catalisadores baseados em metais nobres. O segundo é a dependência de processos energointensivos que exigem água ultrafiltrada para alimentar os eletrolisadores tradicionais.
Eletrodos sem metais nobres na Coreia do Sul
Pesquisadores do Instituto de Pesquisa Energética da Coreia, conhecido pela sigla KIER, desenvolveram novos eletrodos para eletrólise alcalina que eliminam a necessidade de metais preciosos como platina e rutênio. O sistema substitui esses materiais por uma combinação de óxido de níquel, que facilita a quebra da molécula de água, e uma liga de níquel-cobalto, que acelera a formação do hidrogênio.
Em termos de custo bruto, a economia é expressiva. Enquanto o grama de platina e de rutênio gira em torno de US$ 58 e US$ 54, o níquel custa cerca de 2 centavos de dólar por grama e o cobalto custa 5 centavos de dólar por grama. Essa diferença gera uma redução de até 99% no custo dos materiais catalíticos utilizados na fabricação dos componentes.
Além da economia financeira, o desempenho técnico apresentou ganhos expressivos. O novo catalisador exigiu uma sobretensão de apenas 22,7 milivolts para atingir a mesma taxa de produção que o eletrodo de platina alcançou a 56,5 milivolts.
Em testes de escala com células de 8,7 centímetros de diâmetro, houve redução de 11% no consumo de tensão em comparação a células comuns de níquel, mantendo estabilidade ao longo de 600 ciclos de operação.
A equipe responsável pelo projeto já validou eletrodos com 40 centímetros de diâmetro. Atualmente, os pesquisadores trabalham para expandir a área de superfície até 5.000 centímetros quadrados, com o objetivo de integrar a tecnologia em sistemas de eletrólise na escala de megawatts.
Extração direta com gálio líquido na Austrália
Em uma frente paralela, pesquisadores da Universidade de Sydney propuseram uma mudança de paradigma ao dispensar os eletrolisadores tradicionais e a eletricidade direta. A equipe desenvolveu uma rota alternativa que utiliza metal líquido e luz solar para extrair hidrogênio até mesmo da água do mar.
O processo utiliza partículas de gálio, um metal com baixo ponto de fusão que permanece líquido perto da temperatura ambiente, dispersas em água doce ou salgada sob exposição luminosa. A luz aquece o gálio e rompe continuamente a camada superficial de óxido, permitindo que o metal reaja com a água para liberar hidrogênio e gerar oxihidróxido de gálio como subproduto.
O método contempla uma economia circular importante. O oxihidróxido resultante pode ser reduzido quimicamente de volta a gálio metálico, viabilizando a reutilização contínua do material em múltiplos ciclos operacionais.
A utilização direta de água marinha elimina a necessidade de dessalinização ou de infraestruturas complexas de purificação, reduzindo drasticamente os custos de insumos operacionais.
Em escala laboratorial, o método atingiu uma eficiência de conversão de 12,9%. Embora o índice ainda fique abaixo dos requisitos exigidos para viabilidade industrial em larga escala, o resultado posiciona a tecnologia como uma alternativa promissora para a extração solar direta de hidrogênio.
