Novo catalisador revela o poder da água para a geração de hidrogénio verde

Uma equipa europeia de cientistas desenhou um novo protótipo de catalisador com materiais diferentes dos convencionais que permite, através da decomposição de elementos água, produzir hidrogénio verde de forma sustentável.

A investigação, publicada na revista Science, foi liderada pelo Instituto de Ciências Fotónicas (IFCO), em Castelldefels (Barcelona), e representa mais um passo na geração de hidrogénio sem pegada de carbono.

O hidrogénio é um vetor químico e energético considerado fundamental para a descarbonização, uma vez que, ao contrário dos combustíveis convencionais, a utilização do hidrogénio como combustível não gera dióxido de carbono.

No entanto, atualmente a maior parte do hidrogénio produzido provém do metano, um combustível fóssil, pelo que a sua produção gera emissões de dióxido de carbono.

Neste contexto, a produção de hidrogénio necessita de alternativas escaláveis a este processo e uma delas é a eletrólise da água, capaz de gerar hidrogénio verde sem emissões.

A eletrólise consiste na decomposição da água (H2O) nos gases oxigénio (O2) e hidrogénio (H2) através de corrente elétrica direta.

Este processo necessita de catalisadores para acelerar as reações de divisão e recombinação da água em hidrogénio e oxigénio, respetivamente, caso contrário seriam ineficientes.

Desde a sua descoberta no final do século XVIII, a eletrólise da água amadureceu em diferentes tecnologias e uma das mais promissoras é a eletrólise PEM, conhecida como eletrólise de membrana de troca de protões, que pode produzir hidrogénio verde combinando altas taxas e alta eficiência energética.

Até agora, a eletrólise da água, e em particular a PEM, tem exigido catalisadores baseados em elementos escassos e raros, como a platina e o irídio, entre outros.

Na procura de possíveis soluções, esta equipa de cientistas deu recentemente um passo importante para encontrar alternativas aos catalisadores de irídio.

Os investigadores conseguiram desenvolver uma nova forma de conferir atividade e estabilidade a um catalisador sem irídio, aproveitando propriedades até então inexploradas da água.

O novo catalisador alcança, pela primeira vez, estabilidade na eletrólise da água através do PEM em condições industriais sem utilização de irídio.

Também superaram o desafio da acidez, característica destes processos, com uma estratégia que envolve a utilização de cobalto, que é muito abundante e barato.

Embora o tempo de estabilidade ainda esteja longe dos PEM industriais atuais, o novo catalisador representa um grande passo para torná-los independentes do irídio ou de elementos similares, e para aproveitar ao máximo as propriedades da água.

Convencida do potencial, a equipa de investigadores já solicitou uma patente, com o objetivo de a expandir para níveis de produção industrial.