Hidrogênio é produzido usando umidade do ar e energia renovável

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/09/2022

Esquema de funcionamento da produção de hidrogênio verde a partir da umidade do ar.
[Imagem: Jining Guo et al. - 10.1038/s41467-022-32652-y]

Hidrogênio verde

Uma equipe internacional de engenheiros construiu um eletrolisador capaz de extrair hidrogênio da umidade do ar ambiente.

Como os métodos atuais para produzir hidrogênio a partir da eletrólise exigem água pura, usar a umidade do ar pode não apenas reduzir os custos e o consumo energético dessa produção, como também evitar competir por recursos e viabilizar a utilização do equipamento em virtualmente qualquer lugar.

De fato, a equipe garante que a eficiência do seu eletrolisador é tamanha que ele pode produzir hidrogênio captando umidade do ar até mesmo em regiões desérticas e semi-áridas - ele funciona com uma umidade tão baixa quanto 4%, quando a umidade típica em um deserto é de 20%.

O aparelho, que pode ser alimentado por energia renovável, como solar e eólica, absorve a umidade do ar e a divide em hidrogênio e oxigênio por eletrólise - o protótipo foi alimentado por energia renovável (solar ou eólica) e produziu hidrogênio verde por 12 dias consecutivos para esta avaliação inicial.

Já existem eletrolisadores capazes de fazer isto, mas eles são grandes e dependem de catalisadores de metais do grupo da platina, que são raros e extremamente caros.

O aparelho (esquerda) pode ser fabricado em versões maiores, ou pode-se ligar vários deles em paralelo.
[Imagem: Jining Guo et al. - 10.1038/s41467-022-32652-y]

Hidrogênio e oxigênio puros

Embora existam opções mais eficientes para captar umidade do ar, a equipe concluiu que, para os seus propósitos, o que incluía a redução de custos, o ácido sulfúrico era o melhor material para atuar como esponja para capturar a água.

"Um meio poroso, como esponja de melamina ou espuma de vidro sinterizado, é embebido com a substância iônica deliquescente para absorver a umidade do ar através das superfícies expostas. A água capturada na fase líquida é transferida para as superfícies dos eletrodos por difusão e posteriormente dividida em hidrogênio e oxigênio in situ, que são coletados separadamente como um gás puro, uma vez que ambos os eletrodos são isolados do ar," explicou a equipe.

A eficiência faradaica do eletrolisador foi de 95%, sem a injeção de nenhuma gota de água líquida - tudo foi capturado do ar.

"Esta é a primeira tecnologia capaz de produzir hidrogênio de alta pureza diretamente do ar, e você pode fazê-lo em qualquer lugar da Terra, desde que tenha energia," disse Gang Li, da Universidade de Melbourne, na Austrália.

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