Engenheiros em Melbourne usaram ondas sonoras para dividir a água por eletrólise e com isso conseguiram aumentar a produção de hidrogênio verde em 14 vezes.

Sua invenção, dizem eles, oferece um caminho promissor para liberar grandes quantidades de combustível de hidrogênio barato para transporte e outros setores, o que poderia reduzir radicalmente as emissões de dióxido de carbono e ajudar a combater as mudanças climáticas.

Usando vibrações de alta frequência no processo de eletrólise para “dividir e conquistar” moléculas de água individuais, a equipe conseguiu dividir as moléculas de água, liberando 14 vezes mais gás hidrogênio do que as técnicas convencionais de eletrólise.

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Durante a eletrólise, uma corrente elétrica passa pela água através de dois eletrodos, dividindo as moléculas de água em oxigênio e hidrogênio, que aparecem como bolhas. O processo produz hidrogênio verde, que representa apenas uma pequena fração da produção global de hidrogênio devido à alta demanda de energia.

A maior parte do hidrogênio é produzida a partir da fissão do gás natural, conhecido como hidrogênio azul, que emite gases de efeito estufa na atmosfera. A invenção da equipe oferece um caminho promissor para liberar grandes quantidades de combustível de hidrogênio barato para transporte e outros setores, o que pode reduzir radicalmente as emissões de dióxido de carbono e ajudar a combater as mudanças climáticas.

O professor associado da RMIT, Amgad Rezk, que liderou o trabalho, disse que a inovação da equipe aborda um grande desafio na produção de hidrogênio verde. “Um dos maiores desafios na eletrólise é o alto custo dos materiais de eletrodo usados, como platina ou irídio“, disse Rezk da Escola de Engenharia da RMIT. “Como as ondas sonoras facilitam a extração de hidrogênio da água, não há necessidade de eletrólitos corrosivos e eletrodos caros, como platina ou irídio. Como a água não é um eletrólito corrosivo, podemos usar materiais de eletrodo mais baratos, como a prata.“

A capacidade de usar materiais de eletrodo baratos e evitar o uso de eletrólitos altamente corrosivos são fatores-chave na redução do custo da produção de hidrogênio verde, disse Rezk.

A pesquisa foi publicada na revista Advanced Energy Materials. Um pedido de patente provisória australiano foi arquivado para proteger a nova tecnologia.

As ondas sonoras também impedem a formação de bolhas de hidrogênio e oxigênio nos eletrodos, melhorando muito sua condutividade e estabilidade, diz o primeiro autor Yemima Ehrnst.

Ehrnst, aluna de pós-graduação da Escola de Engenharia da RMIT, disse: “Os materiais dos eletrodos usados ??na eletrólise sofrem com o acúmulo de hidrogênio e oxigênio, formando uma camada de gás que minimiza o movimento dos eletrodos e reduz significativamente seu desempenho“.

Como parte do experimento, a equipe mediu a quantidade de hidrogênio produzida pela eletrólise com e sem ondas sonoras da saída elétrica.

Em busca da batida perfeita

O distinto professor Leslie Yeo, um dos pesquisadores seniores, disse que o avanço da equipe abriu as portas para o uso desta nova plataforma acústica para outras aplicações, especialmente onde a formação de bolhas nos eletrodos é um desafio.

Yeo, da Escola de Engenharia da RMIT, disse: “Nossa capacidade de suprimir a formação de bolhas de gás no eletrodo e removê-las rapidamente por meio de vibrações de alta frequência representa um grande avanço na condutividade e estabilidade dos eletrodos”.

“Com nosso método, podemos potencialmente aumentar a eficiência de conversão, resultando em uma economia líquida positiva de energia de 27%“

Próxima Etapa

Embora a inovação seja promissora, a equipe deve superar o desafio de integrar a inovação sônica aos eletrolisadores existentes para ampliar o trabalho.

“Estamos muito interessados ??em trabalhar com parceiros da indústria para melhorar e complementar sua tecnologia de eletrolisador existente e integrá-la aos processos e sistemas existentes”, disse Yeo.

“Frustração de água induzida por acústica para reação de evolução de hidrogênio aprimorada em eletrólitos neutros” foi publicado em Advanced Energy Materials (DOI: 10.1002/aenm.202203164).

Fonte: https://agronews.tv.br/cientistas-produzem-hidrogenio-verde-a-partir-de-ondas-sonoras/