O combustível de hidrogênio promete ser uma fonte de energia limpa e abundante no futuro – desde que os cientistas possam descobrir maneiras de produzi-lo de forma prática e barata, e sem combustíveis fósseis.
Com informações de Science Alert.
Um novo estudo nos fornece outro passo promissor na direção da energia limpa, desde que você possa fazer uso dos suprimentos existentes de alumínio e gálio pós-consumo.
Na nova pesquisa, os cientistas descrevem um método relativamente simples envolvendo nanopartículas de alumínio que são capazes de retirar o oxigênio das moléculas de água e deixar o gás hidrogênio.
O processo produz grandes quantidades de hidrogênio e tudo funciona à temperatura ambiente.
Isso remove uma das grandes barreiras à produção de combustível de hidrogênio: as grandes quantidades de energia necessárias para produzi-lo usando os métodos existentes.
Essa técnica também funciona com qualquer tipo de água, incluindo águas residuais e água do oceano.
“Nós não precisamos de nenhuma entrada de energia, e borbulha hidrogênio como um louco”, diz o cientista de materiais Scott Oliver , da Universidade da Califórnia, Santa Cruz (UCSC).
“Eu nunca vi nada parecido.”
A chave para o processo é o uso de gálio metálico para permitir uma reação contínua com a água. Essa reação alumínio-gálio-água é conhecida há décadas, mas aqui a equipe a otimizou e melhorou de algumas maneiras particulares.
Com a ajuda de microscopia eletrônica de varredura e técnicas de difração de raios-X, os pesquisadores conseguiram encontrar a melhor mistura de alumínio e gálio para produzir hidrogênio com a maior eficiência: um compósito de gálio-alumínio 3:1.
A liga rica em gálio tem dupla função na remoção do revestimento de óxido de alumínio (que normalmente bloquearia a reação com a água) e na produção de nanopartículas de alumínio que permitem reações mais rápidas.
“O gálio separa as nanopartículas e evita que elas se agreguem em partículas maiores”, diz Bakthan Singaram, professor de química orgânica da UCSC.
“As pessoas têm lutado para fazer nanopartículas de alumínio, e aqui estamos produzindo sob condições normais de pressão atmosférica e temperatura ambiente.”
O método de mistura não é complicado, relatam os pesquisadores, e o material compósito pode ser armazenado por pelo menos três meses quando submerso em ciclohexano para protegê-lo da umidade, que de outra forma degradaria sua eficácia.
O alumínio é mais fácil de obter do que o gálio, pois pode ser obtido de materiais pós-consumo, como latas de alumínio descartadas e papel alumínio.
O gálio é mais caro e menos abundante, mas nesse processo pelo menos pode ser recuperado e reutilizado muitas vezes sem perder sua eficácia.
Ainda há trabalho a fazer, principalmente para garantir que isso possa ser ampliado de uma configuração de laboratório para algo que possa ser usado em escala industrial. No entanto, os primeiros sinais são de que este é outro método que tem muito potencial para a produção de combustível de hidrogênio.
“No geral, a mistura Ga-Al rica em Ga [gálio-alumínio rico em gálio] produz quantidades substanciais de hidrogênio à temperatura ambiente sem entrada de energia, manipulação de material ou modificação de pH”, concluem os pesquisadores em seu artigo.
A pesquisa foi publicada na Applied Nano Materials.
