Hidrogênio verde recebe novo tipo de membrana criada por pesquisadores da Coreia do Sul
Recentemente, pesquisadores da Coreia do Sul criaram um novo tipo de membrana. Sendo assim, esta pode ser a inovação que faltava para viabilizar a eletrólise da água utilizando energias renováveis. E com isso produzir o tão esperado hidrogênio verde.
Produção de hidrogênio verde
Em primeiro lugar, as células a combustível utilizam hidrogênio para produzir eletricidade diretamente. Assim é liberado apenas água como subproduto. E é isso que as torna promissoras para aplicações que vão dos veículos elétricos e fonte de energia residenciais até grandes usinas. Ou ainda o gás pode ser queimado diretamente, com uma combustão absolutamente livre de fumaças e gases de efeito estufa.
Entretanto, a quase totalidade do hidrogênio é fabricada hoje pela reforma do metano presente no gás natural, com uma pesada pegada de carbono.
Desta forma, há um campo de pesquisa muito ativo para o desenvolvimento de novas tecnologias de eletrólise da água, que pode extrair o hidrogênio da água utilizando energia verde. Com isso, evita-se totalmente a emissão de gases de efeito estufa.
Desafios da transformação em hidrogênio verde
Por outro lado, há um grande empecilho à viabilização comercial dessas células, ou reatores. E ela está em uma membrana que permite a passagem dos núcleos de hidrogênio. Elas são caras, pois utilizam o metal nobre platina nos eletrodos e titânio na placa de separação.
Sem platina e titânio
Em contrapartida, Nanjun Chen e seus colegas do Instituto de Ciência e Tecnologia da Coreia (KIST) criaram uma membrana que dispensa completamente a platina e ainda troca o titânio pelo ferro que é muito mais barato.
Além disso, o preço do catalisador e do material separador, o custo de fabricação da membrana, que é a peça chave da célula de eletrólise, é reduzido em quase 3.000 vezes em comparação com os custos atuais.
Elevada durabilidade
A equipe obteve uma alta condutividade iônica e elevada durabilidade do material em condições alcalinas, resultando no aumento da área de superfície específica interna da membrana.
O protótipo apresentou uma durabilidade de mais de 1.000 horas de operação e alcançou um novo recorde de desempenho de uma unidade de eletrólise de água, atingindo 7,68 A/cm2.
Isto é quase seis vezes mais do que o desempenho dos materiais de troca aniônica existentes e aproximadamente 1,2 vez o da tecnologia atual mais cara, com platina e titânio (6 A/cm2).
Reverso
Mas vale destacar que a pesquisa também revelou que a membrana pode funcionar ao reverso. Ela opera no interior das células a combustível, que pegam o hidrogênio e produzem eletricidade, de forma igualmente limpa.
Por fim, o coordenador da equipe, o professor Young Lee, afirma:
“O material que desenvolvemos tem um alto potencial de aplicação como material central não apenas para eletrólise da água, mas também para células de combustível de hidrogênio, utilização de captura de carbono e células de combustível de amônia direta, que são a próxima geração da indústria de hidrogênio.”
*Foto: Divulgação