O hidrogênio tem um enorme potencial como combustível limpo: é abundante (principalmente em compostos como a água), não produz emissões prejudiciais e também pode ser usado para armazenar energia de fontes solares, eólicas e das marés.
Com informações de Science Alert.
Existem alguns desafios em produzir o suficiente de uma maneira prática e acessível. Separar o hidrogênio da água pode exigir uma tecnologia complicada e também depende de água doce pura – algo que não está disponível em abundância em todos os lugares.
Agora, os cientistas criaram um novo protótipo de dispositivo que pode coletar água do ar úmido, antes de dividi-la em hidrogênio e oxigênio.
Além disso, é capaz de operar em áreas onde a umidade – a concentração de vapor de água no ar – é tão baixa quanto 4%.
“Neste trabalho, corroboramos que a umidade do ar pode ser usada diretamente para a produção de hidrogênio via eletrólise, devido à sua disponibilidade universal e inesgotável natural”, escrevem os pesquisadores em seu artigo publicado .
O dispositivo montado pelos pesquisadores é um protótipo de eletrolisador, alimentado por eletricidade de energia renovável, para quebrar a água em seus elementos, hidrogênio e oxigênio. Em um teste com uma fonte de energia solar, cinco eletrolisadores estavam trabalhando em paralelo.
Os eletrodos ficam em ambos os lados de uma unidade de coleta de água, um material semelhante a uma esponja que absorve a água do ar, mas que também funciona como um reservatório de eletrólitos. Ambos os eletrodos são isolados do ar, o que significa que hidrogênio e oxigênio podem ser coletados como gases puros, uma vez que a separação tenha ocorrido.
Vários materiais e configurações diferentes foram testados para que o dispositivo protótipo funcionasse em um nível satisfatório, e uma das configurações testadas pelos pesquisadores conseguiu operar com sucesso por 12 dias consecutivos.
“O chamado módulo de eletrólise direta do ar (DAE) pode funcionar em um ambiente seco com umidade relativa de 4%, superando problemas de abastecimento de água e produzindo hidrogênio verde de forma sustentável com impacto mínimo ao meio ambiente”, escrevem os pesquisadores.
A água potável é um luxo na maioria dos lugares, então este dispositivo pode ser usado em qualquer local sem esgotar as reservas. No entanto, é provável que seja mais usado em regiões áridas ou semi-áridas onde não há muita água ao redor.
Vimos outro avanço importante em termos de produção de combustível de hidrogênio recentemente, com alumínio e gálio usados para dividir moléculas de hidrogênio e oxigênio na água. Os cientistas agora têm vários caminhos a seguir quando se trata de tornar a energia do hidrogênio uma realidade mais difundida.
Vale lembrar que esta tecnologia ainda está em seus estágios iniciais: diferentes configurações de DAE e materiais resultaram em resultados diferentes em termos de eficiência e geração de energia. No entanto, a equipe está confiante de que seu dispositivo pode ser melhorado e ampliado.
“A melhoria da relação superfície-volume por canais de engenharia ou o aumento das proporções do material esponjoso garantirá a taxa de absorção de água, essencial para o aumento das unidades DAE”, escrevem os pesquisadores.
A pesquisa foi publicada na Nature Communications.
