água nova

Cientistas australianos afirmam que descobriram uma maneira muito mais barata e eficiente de separar o hidrogênio da água, usando catalisadores de ferro e níquel de fácil obtenção, em vez dos raros e caros catalisadores de rutênio, platina e irídio, preferidos pelos atuais produtores de hidrogênio em larga escala, que são literalmente milhares de vezes mais caros.

Muito está sendo dito sobre a ideia de "economia do hidrogênio" em desenvolvimento, na qual os combustíveis de hidrogênio comprimido se tornarão uma fonte de energia tão comum quanto a gasolina, e os carros com célula de combustível ocuparão um lugar ao lado de motores de combustão e veículos elétricos no mix de transporte.

Ontem, escrevemos sobre o primeiro navio de transporte de hidrogênio líquido do mundo, projetado para levar hidrogênio produzido na Austrália através da água para ser usado no Japão como energia limpa. No momento, porém, a Austrália está produzindo hidrogênio de uma das maneiras mais sujas possíveis: usando carvão marrom, um processo que requer 160 toneladas de carvão para produzir três toneladas de hidrogênio líquido comprimido, com monstruosas 100 toneladas de dióxido de carbono como subproduto. produtos.

Estima-se que a torta de hidrogênio de "energia limpa", particularmente no Japão e na Coréia, valha trilhões de dólares nas próximas décadas, então muitos garimpeiros estão sentindo o cheiro de grandes oportunidades de exportação de energia, mas realisticamente, até que a matemática comece a se acumular em soluções mais verdes formas de produzir hidrogênio, os custos ambientais de produzir esse material a granel podem ser esmagadores.

A maneira "verde" de produzir hidrogênio é separá-lo da água usando eletrólise. Você coloca água em um recipiente com um par de eletrodos e aplica energia. O oxigênio se acumula no ânodo, o hidrogênio no cátodo, e se a eletricidade que você colocou nesse processo foi gerada de forma sustentável, parabéns, você conseguiu um hidrogênio verde adequado - contanto que não o carregue em caminhões a diesel e navios, e a energia que você usa para comprimir e super-resfriar também é verde.

O problema até agora é que dividir a água é caro e ineficiente, tornando difícil para o hidrogênio verde competir com o hidrogênio marrom, ou mesmo com a gasolina. Tudo isso torna este desenvolvimento recente de uma equipe de pesquisa espalhada por três grandes universidades australianas – UNSW, Griffith e Swinburne – interessante e significativo.

Em um artigo publicado na Nature Communications, a equipe disse que conseguiu substituir a cara platina no catalisador de carbono usando um "catalisador de nanopartículas Janus com uma interface de níquel-óxido de ferro" - e que o circuito resultante foi capaz de dividir a água com "até onde sabemos, a maior eficiência energética (83,7 por cento) relatada até o momento."

"O que fazemos é revestir os eletrodos com nosso catalisador para reduzir o consumo de energia", diz o professor Chuan Zhao da UNSW School of Chemistry. "Neste catalisador há uma pequena interface em nanoescala onde o ferro e o níquel se encontram no nível atômico, que se torna um local ativo para a separação da água. É aqui que o hidrogênio pode ser separado do oxigênio e capturado como combustível, e o oxigênio pode ser descartado como um resíduo ecologicamente correto."

"A interface em nanoescala altera fundamentalmente a propriedade desses materiais", continua ele. "Nossos resultados mostram que o catalisador de níquel-ferro pode ser tão ativo quanto o de platina para a geração de hidrogênio. Um benefício adicional é que nosso eletrodo de níquel-ferro pode catalisar tanto a geração de hidrogênio quanto a de oxigênio, portanto, não apenas poderíamos reduzir os custos de produção usando elementos abundantes na Terra, mas também os custos de fabricação de um catalisador em vez de dois."

Resta ver como esse desenvolvimento pode afetar o custo da produção de hidrogênio em larga escala, mas Zhao está altamente otimista: "Falamos sobre a economia do hidrogênio há anos, mas desta vez parece que está realmente chegando".

Também resta saber se países como a Austrália podem obter geradores de energia solar ou eólica suficientes para serem exportadores de hidrogênio verdadeiramente "verde" em uma escala que possa causar uma redução significativa nos níveis de poluição de Tóquio ou Seul. Ou, de fato, se esses países ávidos por exportações se arrependerem de enviar grandes quantidades de sua água para o exterior na forma de combustível. Até que a borracha encontre a estrada em uma cadeia internacional de abastecimento de hidrogênio, um grau saudável de ceticismo parece ser garantido.