O hidrogênio verde enfrenta um desafio oculto e pesquisadores podem ter solucionado isso.
O hidrogênio verde é amplamente visto como um dos pilares da transição global longe dos combustíveis fósseis. No entanto, sua produção em larga escala ainda é tanto cara quanto ambientalmente complicada. Um dos métodos de produção mais avançados, a eletrólise de membrana de troca próton (PEM), funciona especialmente bem quando a eletricidade gerada por energia…
O hidrogênio verde é amplamente visto como um dos pilares da transição global longe dos combustíveis fósseis. No entanto, sua produção em larga escala ainda é tanto cara quanto ambientalmente complicada. Um dos métodos de produção mais avançados, a eletrólise de membrana de troca próton (PEM), funciona especialmente bem quando a eletricidade gerada por energia eólica e solar varia. Entretanto, ainda é muito mais cara do que a produção de hidrogênio a partir de combustíveis fósseis.
Preocupações Ambientais
Existem também preocupações ambientais. Os sistemas PEM atuais dependem de chamadas substâncias eternas (PFAS), que a União Europeia planeja eliminar devido aos seus riscos ambientais e à saúde. Abordar tanto os altos custos quanto as preocupações químicas é o objetivo do projeto SUPREME, financiado pela UE. Nos próximos três anos, pesquisadores liderados pela Universidade do Sul da Dinamarca, em parceria com a Universidade de Tecnologia Graz (TU Graz) e outros parceiros, desenvolverão um sistema de eletrólise livre de PFAS que seja mais eficiente e utilize quantidades muito menores de matérias-primas críticas, como o irídio. O objetivo é tornar o hidrogênio verde significativamente mais acessível e sustentável.
Produzindo Hidrogênio Verde de Forma Mais Limpa e Barata
“O hidrogênio é usado como matéria-prima em grandes quantidades, e essa demanda continuará aumentando no futuro. Isso inclui a produção de amônia, a produção de metanol e a indústria do aço,” diz Merit Bodner do Instituto de Engenharia Química e Tecnologia Ambiental da TU Graz.
“Se conseguirmos evitar o uso de substâncias nocivas na produção de hidrogênio verde e também trouxermos o seu preço para um nível econômico semelhante ao do hidrogênio fóssil, teremos dado um passo importante em direção à transição verde. Isso também o torna mais atraente para outras aplicações, como o armazenamento de energia excedente proveniente de fontes renováveis.”
O hidrogênio já desempenha um papel central em processos industriais importantes, e a demanda deve crescer. Tornar sua produção mais limpa e competitiva em relação ao hidrogênio baseado em combustíveis fósseis poderia acelerar seu uso não apenas na indústria pesada, mas também como uma forma de armazenar energia renovável excedente.
Materiais Livres de PFAS e Membranas Avançadas
A TU Graz tem um papel de liderança na avaliação de alternativas mais seguras. A equipe de Bodner está revisando materiais disponíveis comercialmente, livres de PFAS, e comparando seu desempenho com os padrões da indústria atuais. Uma questão chave é se esses materiais mais sustentáveis podem igualar a durabilidade e eficiência exigidas para uso industrial contínuo.
Enquanto isso, o Conselho de Ciências e Tecnologia da Turquia TÜBITAK está se concentrando no desenvolvimento de membranas. O grupo está trabalhando em uma nova geração de membranas microporosas, livres de PFAS, projetadas para uso em sistemas de eletrólise no futuro.
Redução e Reciclagem de Irídio
Outro foco importante é a redução da dependência do irídio, um metal do grupo da platina caro usado na eletrólise PEM. A Universidade do Sul da Dinamarca e a empresa britânica de metais e catalisadores Ceimig estão explorando maneiras de reduzir o uso de irídio em até 75%. Eles também estão desenvolvendo métodos de reciclagem que poderiam recuperar cerca de 90% do irídio ainda necessário.
Parceiros adicionais estão contribuindo com componentes especializados. O Fraunhofer ISE, na Alemanha, está fabricando as unidades de eletrodos da membrana, enquanto a empresa norueguesa de hidrogênio Element One Energy AS (EoneE) está projetando um novo eletrólise rotativo destinado a melhorar o desempenho do sistema.
O projeto é financiado através do CETPartnership, a Parceria para a Transição Energética Limpa, sob a chamada conjunta de propostas de pesquisa de 2024, e é cofinanciado pela Comissão Europeia (GA N°101069750).
