Ondas de água do mar na costa de Adelaide, Austrália. Fotografia de Daniel Frauchiger, Suíça / Moment / Getty Images

Por que o senhor pode confiar em nós

Fundada em 2005 como um jornal ambiental com sede em Ohio, a EcoWatch é uma plataforma digital dedicada à publicação de conteúdo de qualidade e com base científica sobre questões, causas e soluções ambientais.

Pesquisadores produziram hidrogênio verde dividindo a água do mar, sem o uso de pré-tratamentos como desolação por osmose reversa, purificação ou alcalinização, em um novo estudo. A equipe usou um catalisador de baixo custo para dividir a água do mar em oxigênio e hidrogênio, com quase 100% de eficiência.

Os pesquisadores da Universidade de Adelaide, da Universidade de Tianjin, da Universidade de Nankai e da Universidade Estadual de Kent usaram água do mar com um catalisador e um eletrolisador. Os resultados foram publicados na revista Nature.

“Dividimos a água do mar natural em oxigênio e hidrogênio com quase 100% de eficiência, para produzir hidrogênio verde por eletrólise, usando um catalisador não precioso e barato em um eletrolisador comercial”, Shizhang Qiao, professor da Universidade de Adelaide, disse em um comunicado.

A equipe usou um catalisador não precioso, como o óxido de cobalto (CoO_x) com óxido de cromo (Cr₂O₃), para dividir a água do mar, eliminando a necessidade de pré-tratamentos. Normalmente, são necessários pré-tratamentos para dessalinizar a água do mar antes que ela possa ser usada em eletrolisadores, pois a água do mar pode causar corrosão.

“É sempre necessário tratar a água impura até um nível de pureza para os eletrolisadores convencionais, incluindo dessalinização e deionização, o que aumenta o custo de operação e manutenção dos processos”, disse Yao Zheng, professor associado da Escola de Engenharia Química da Universidade de Adelaide. “Nosso trabalho oferece uma solução para utilizar diretamente a água do mar sem sistemas de pré-tratamento e adição de álcalis, o que mostra um desempenho semelhante ao do eletrolisador de água pura madura à base de metal existente.”

As reações colaterais do eletrodo, os altos custos e a corrosão mantiveram a eletrólise da água do mar em desenvolvimento inicial, mas a escassez do suprimento de água doce levou os pesquisadores a aprimorar a eletrólise da água do mar como uma alternativa. A água do mar é considerada um recurso abundante para as regiões costeiras e um eletrólito de matéria-prima natural.

“Os eletrolisadores atuais são operados com eletrólito de água altamente purificada. O aumento da demanda por hidrogênio para substituir parcial ou totalmente a energia gerada por combustíveis fósseis aumentará significativamente a escassez de recursos de água doce cada vez mais limitados”, disse Zheng.

Os pesquisadores planejam usar um eletrolisador maior para aumentar a escala do processo e, por fim, gerar hidrogênio verde para células de combustível e síntese de amônia.

Cientistas fora desse estudo também estão trabalhando para melhorar os eletrolisadores para dividir a água do mar sem um pré-tratamento adicional de dessalinização. Em janeiro de 2023, pesquisadores da Universidade de Shenzhen e da Universidade Tecnológica de Nanjing publicaram um estudo após desenvolver um eletrolisador baseado em membrana para dividir a água do mar sem corrosão, reações colaterais ou pré-tratamentos.

“Essa estratégia realiza uma eletrólise direta da água do mar eficiente, flexível em termos de tamanho e escalável de forma semelhante à divisão da água doce, sem um aumento notável no custo de operação, e tem alto potencial para aplicação prática”, disseram os pesquisadores do estudo do eletrolisador. “É importante ressaltar que essa configuração e esse mecanismo prometem mais aplicações no tratamento simultâneo de efluentes à base de água e na recuperação de recursos e geração de hidrogênio em uma única etapa.”

A ampliação do desenvolvimento de eletrolisadores de água do mar e o uso de catalisadores não preciosos em vez de pré-tratamentos podem tornar a produção de hidrogênio mais sustentável e econômica ao longo do tempo.

Inscreva-se para receber atualizações exclusivas em nosso boletim informativo diário!