É provável que o hidrogênio desempenhe um papel crucial em nossos esforços para nos livrarmos dos combustíveis fósseis, mas torná-lo ecologicamente correto requer grandes quantidades de água. Agora, os pesquisadores desenvolveram uma nova técnica que faz combustível de hidrogênio a partir do ar, mesmo nos climas mais secos.
Enquanto a energia renovável e a tecnologia de baterias estão fazendo grandes avanços na descarbonização de grandes partes dos setores de energia e transporte, o hidrogênio também pode ser uma parte importante da matriz energética. Ele pode ser queimado como os combustíveis convencionais, mas o único subproduto que ele libera é a água. Possui densidade de energia decente, o que o torna uma solução promissora para aplicações com requisitos de peso rigorosos, como a aviação, e também pode ser uma maneira útil de armazenar energia por períodos mais longos.
Mas o quanto o combustível de hidrogênio é ecologicamente correto depende muito de como ele é produzido. Hoje, a maior parte é o chamado “hidrogênio cinza”, que é feito de combustíveis fósseis e resulta em consideráveis emissões de gases de efeito estufa. Para que o hidrogênio contribua para a descarbonização, precisamos mudar para o “hidrogênio verde” produzido por eletrolisadores que dividem a água em hidrogênio e oxigênio usando energia renovável.
Um desafio é que muitos dos lugares com as melhores fontes de energia renovável lutam com a escassez de água. Mas agora pesquisadores da Universidade de Melbourne, na Austrália, desenvolveram uma nova técnica capaz de criar combustível de hidrogênio a partir da umidade absorvida do ar. Além disso, funciona mesmo que a umidade seja inferior à encontrada nos desertos mais secos do mundo.
“A capacidade de usar a umidade do ar torna este módulo DAE [eletrolisador de ar direto] aplicável em ambientes remotos, áridos e semiáridos, onde a acessibilidade à água doce é um grande problema”, Gang Kevin Li disse Newsweek. “A maioria das áreas da Terra com alto potencial solar e eólico carece de água doce.”
O acesso à água seria uma grande preocupação se a produção de hidrogênio verde fosse ampliada significativamente. Em um em papel Natureza das Comunicações, os pesquisadores apontam que mais de um terço do planeta é árido ou semiárido, e há uma sobreposição significativa entre áreas com escassez de água e aquelas com maior potencial solar e eólico.
Mesmo nos climas mais secos, porém, há uma quantidade considerável de umidade no ar. Os pesquisadores observam que, mesmo em lugares como o deserto do Sahel, a umidade relativa ainda está em torno de 20%, em média. Então eles começaram a encontrar uma maneira de usar esse recurso hídrico inexplorado para produzir hidrogênio.
Seu dispositivo consiste em uma unidade de coleta de água que abriga uma esponja embebida em um líquido absorvente de água que pode puxar a umidade do ar. Em ambos os lados deste reservatório estão eletrodos que podem ser alimentados por qualquer fonte de energia renovável. Quando uma corrente percorre o circuito, a água é dividida por eletrólise em seus átomos constituintes de oxigênio e hidrogênio, que podem ser coletados como gás.
A equipe mostrou que o dispositivo poderia funcionar com eficiência por 12 dias consecutivos e produzir hidrogênio com 99% de pureza. Além disso, o dispositivo continua a funcionar em umidade relativa tão baixa quanto quatro por cento.
Para testar seu potencial no mundo real, a equipe montou cinco eletrolisadores em paralelo e os colocou do lado de fora, onde foram alimentados por um painel solar. A configuração foi capaz de produzir uma média de 745 litros (197 galões) de hidrogênio por metro quadrado por dia.
Isso é cerca de metade da quantidade que um eletrolisador convencional alimentado por água produziria sob condições ambientais semelhantes, Simon Bennett, da Agência Internacional de Energia disse New Scientist, mas nada mal para um dispositivo que funciona com umidade.
Um grande problema enfrentado pelo combustível de hidrogênio é o fato de que a infraestrutura para distribuí-lo é muito diferente daquela usada para os combustíveis fósseis de hoje, muitas vezes exigindo alta pressão e até armazenamento criogênico. Como Li apontou para Newsweek, um dispositivo como esse que permite que o hidrogênio seja produzido em qualquer lugar poderia ajudar a distribuir a produção, o que poderia contornar alguns desses problemas.
No momento, porém, a maior barreira para o hidrogênio verde é o custo. Até que a tecnologia do eletrolisador diminua de preço e se torne mais eficiente, é improvável que o hidrogênio concorra com os combustíveis tradicionais, seja ele extraído do ar ou não.
Crédito de imagem: Gerd Altmann da P
