Hidrogênio verde no mar, mais barato e mais sustentável, Universidade de Wageningen

Hidrogênio verde no mar mais barato e mais sustentável, Universidade de Wageningen.

Pesquisadores da Wageningen University & Research mostraram que os custos de produção de hidrogênio verde via eletrólise no mar podem ser reduzidos ao produzir Água Ultrapura (UPW) no local por meio de destilação por membrana. Essa água ultralimpa é essencial para a conversão da energia eólica em hidrogênio 'verde'.

Com esta pesquisa, um protótipo de demonstração em Texel mostrou que a água ultrapura pode ser produzida a partir da água do mar com o calor residual liberado durante a eletrólise da água (para produção de hidrogênio). Jolanda van Medevoort, líder do projeto desta pesquisa e pesquisadora do programa de Tecnologia e Tratamento de Água, está satisfeita por este piloto ter sido concluído com tanto sucesso.

Jolanda van Medevoort, o líder do projeto disse:

Isso torna o caso de negócios para o hidrogênio verde mais competitivo e isso é extremamente necessário, porque no momento o hidrogênio verde não pode competir com o hidrogênio cinza produzido com energia fóssil.

"E o que é igualmente importante é que o próprio processo de destilação por membrana também é mais ecológico em comparação com a osmose reversa, que agora é usada com frequência. A destilação por membrana não apenas usa muito menos energia elétrica porque aplica o calor residual do eletrolisador, mas também é mais ecológico porque não são necessários produtos químicos para o pré-tratamento da água do mar."

"Além disso, a água do mar dificilmente se torna mais salgada, em contraste com a osmose reversa (RO), o que significa que o ambiente subaquático não é afetado. E, claro, nenhuma água potável deve ser usada para esse processo."

Água ultrapura com destilação por membrana

O processo de destilação por membrana para produzir água muito limpa a partir da água do mar não é novo em si, porque o processo requer muito calor e, portanto, energia, não é a melhor solução economicamente viável para todas as aplicações, mas para este caso é. O calor produzido pelo eletrolisador deve ser dissipado rapidamente para que o processo de eletrólise ocorra sem problemas.

Ao usar esse calor para destilação por membrana, o resfriamento com água do mar não é mais necessário e a água de alimentação ultrapura necessária para o eletrolisador é produzida imediatamente.

Os custos da Água Ultrapura serão menores do que, por exemplo, a aplicação de osmose reversa (RO), que reduz a eficiência elétrica geral de todo o sistema de hidrogênio. Isso ocorre porque a osmose reversa é um processo acionado eletricamente.

Os principais resultados do projeto

O principal resultado é a prova funcional do princípio tecnológico através da construção de um sistema de destilação por membrana funcional, integrando-o com o eletrolisador e demonstrando o sistema combinado no cais de Seaport Texel.

A foto abaixo mostra as instalações no local de demonstração. As instalações de eletrolisador e de destilação por membrana são construídas em um contêiner para poder transportá-las para o local de demonstração em Texel. O eletrolisador do parceiro de projeto Hydron Energy no recipiente azul e no cinza/branco adjacente à instalação de destilação por membrana da Wageningen Food & Biobased Research.

A tomada de água do mar (Bomba com filtro de areia) para bombear a água do mar diretamente para a instalação de destilação por membrana fica no canto direito do cais. O Electrolyzer produziu a quantidade esperada de hidrogênio na água produzida pela destilação da membrana. Esta água é produzida por meio do calor residual liberado pelo eletrolisador.

Uma avaliação econômica mostrou que benefícios adicionais podem ser obtidos com a quantidade de água produzida com o calor residual. Cerca de um terço da água produzida é utilizada para a produção de hidrogênio. Dois terços da água produzida estão disponíveis para outros fins.

Esta é uma água muito pura e é interessante em áreas/períodos com escassez de água, offshore, mas também para água potável ou aplicações industriais.