Hidrogênio para energia limpa pode ser produzido a partir da água do mar

A eletrólise da água do mar poderia produzir hidrogênio sustentável sem piorar a escassez global de água doce.

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A energia limpa é uma prioridade para os países em todo o mundo. Enquanto a energia convencional depende de combustíveis fósseis como carvão, gás natural e petróleo, a energia limpa vem em várias formas, como solar, eólica, geotérmica, hidrelétrica e biomassa.

O hidrogênio também é uma opção líder de armazenamento de energia para fontes renováveis ​​e pode ajudar a reduzir os altos níveis de emissões de carbono.

A pesquisa atual sugere que a eletrólise da água salgada – o processo de divisão da água em oxigênio e hidrogênio – é uma solução viável para os desafios comuns da eletrólise da água doce. A eletrólise da água do mar poderia produzir hidrogênio sustentável sem piorar a escassez global de água doce.

De acordo com o Centro de Dados de Combustíveis Alternativos do Departamento de Energia dos Estados Unidos, o hidrogênio puro é um elemento abundante na Terra que mostra uma grande promessa no apoio à transição para energia limpa, sustentável e renovável.

Depois que o hidrogênio é produzido, ele pode gerar eletricidade em uma célula de combustível e emite apenas vapor de água e ar quente. Como o hidrogênio não libera gases de efeito estufa, óxidos de nitrogênio, hidrocarbonetos ou outras partículas, ele não afeta negativamente o meio ambiente.

O hidrogênio tem outros benefícios que ajudarão a criar uma economia de energia limpa. É uma solução de energia ideal em áreas tipicamente desafiadoras para descarbonizar. Aumenta a confiabilidade e resiliência da rede elétrica moderna. Também pode melhorar a saúde pública e o estado do meio ambiente.

Além disso, pode aumentar o número de oportunidades de emprego e a segurança energética nas indústrias globais. Pode ajudar a indústria de transporte a se tornar mais sustentável e apoiar a mudança para veículos elétricos (EVs). E pode contribuir para aumentar a receita e fortalecer a economia mundial.

Vários países estão investindo na produção de hidrogênio verde, incluindo os EUA, Austrália, Arábia Saudita, Japão, Chile e Alemanha. Além disso, a União Europeia investirá US$ 430 bilhões em hidrogênio verde até 2030 para ajudar a atingir as metas definidas no Acordo Verde Europeu.

Um desafio que aumenta os custos associados à produção de hidrogênio verde é que os eletrolisadores requerem água ultrapura. Isso dificulta a eletrólise de água salgada tradicional porque muitas fontes de água estão cheias de contaminantes.

Embora a EPA tenha requisitos rígidos para a água devido à presença de chumbo, cloro e bactérias, isso não significa necessariamente que toda a água esteja livre de contaminantes.

Eletrólise da água do mar

A pesquisa de eletrólise da água do mar surgiu no início do século XIX. Embora os cientistas tenham feito avanços na produção de hidrogênio, ele nunca ganhou força ou se tornou uma solução energética viável. No século 20, o hidrogênio foi extraído principalmente do gás natural e usado para abastecer carros, ônibus, dirigíveis e foguetes.

Embora o uso desse hidrogênio fosse viável, sua produção era intensiva em energia e contribuía para as emissões de carbono, uma das principais causas das mudanças climáticas. Além disso, algumas cidades filtram resíduos sólidos urbanos com tecnologia de célula de combustível de hidrogênio, que produz hidrogênio e evita a contaminação derivada de resíduos no abastecimento de água local.

Vários pesquisadores e cientistas estão desenvolvendo tecnologias avançadas usando a eletrólise da água do mar para evitar esses desafios. Se essas tecnologias funcionarem corretamente, elas produzirão hidrogênio sustentável sem usar recursos de água doce ou contribuir para as emissões de carbono.

No Texas Center for Superconductivity, por exemplo, os pesquisadores criaram um eletrocatalisador à base de níquel e ferro, que pode interagir com cobre-cobalto, para realizar com sucesso a eletrólise da água do mar.

O diretor da instituição, Zhifeng Ren, sugere que esse eletrocatalisador multimetálico pode impulsionar e avançar no desenvolvimento de tecnologias de eletrólise da água do mar. No futuro, o processo e a tecnologia podem reduzir o custo da produção de hidrogênio para US$ 1 por quilo.