Uma pesquisa do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em Campinas (SP), abre novas perspectivas para a produção de hidrogênio verde com energia solar.
Conforme o estudo publicado em destaque na capa da revista internacional ACS Energy Letters, trata-se de uma forma inédita de se produzir hidrogênio, uma vez que esse combustível tem alto valor.
O preço se justifica porque a obtenção dele depende do processo de eletrólise da água alimentado pela rede elétrica convencional, uma energia cara e que algumas vezes vem de fontes não renováveis, como termelétricas, por exemplo.
Hidrogênio verde usa energia solar no lugar da elétrica
A ideia de fazer a eletrólise da água diretamente a partir da energia solar é a alternativa ideal, por ser limpa, abundante e barata, mas a limitação de eficiência dos componentes do fotoreator impede a aplicação prática.
A pesquisa do CNPEM busca superar esse impasse ao desenvolver semicondutores inovadores, capazes de converter energia solar diretamente em hidrogênio de forma eficiente e de baixo custo, o que pode tornar viável uma produção em larga escala.
Quem está na equipe do hidrogênio verde que usa solar?
Liderada por Flávio Souza, do Laboratório Nacional de Nanotecnologia (LNNano/CNPEM), placas de fotoeletrodos foram feitas de óxido de ferro (hematita), material acessível.
Para aumentar o desempenho, os cientistas adicionaram pequenas quantidades de alumínio e zircônio, que funcionam como reforços, ajudando no aproveitamento da luz do sol.
Engenheiros produziram 100 unidades idênticas e as instalaram em reatores modulares fabricados por impressão 3D.
Com isso, o sistema funciona como um conjunto de blocos de montar, permitindo ampliar a escala de produção de forma prática e organizada.
Primeiros resultados
Os dispositivos atuaram de maneira estável por mais de 120 horas seguidas em laboratório. Quando testados ao ar livre, no campus do CNPEM em Campinas, também mantiveram a eficiência mesmo com a variação natural da luz solar.
Segundo Flávio Souza, “este estudo mostra que é possível transformar resultados de laboratório em sistemas modulares e estáveis, aproximando a produção de hidrogênio solar de aplicações reais e com possibilidade de produção em alta escala.”
Outro ponto importante foi a segurança ambiental, pois análises mostraram que a liberação de substâncias durante o funcionamento ficou abaixo dos limites.
A pesquisa marca o início de uma nova linha de atuação do CNPEM para desenvolver soluções de produção de hidrogênio de baixo carbono.
Agora, os cientistas vão contar também com o apoio do Laboratório Nacional de Biorrenováveis (LNBR/CNPEM) para estudar a viabilidade econômica dessa tecnologia. O trabalho tem pesquisadores da UFABC, da Unicamp e da USP, com apoio da CAPES, CNPq, Fapesp e da Shell e da ANP.
