Pesquisadores coletam combustível de hidrogênio da água do mar utilizando luz solar

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Um dispositivo flutuante utiliza energia solar para dividir a água do mar em hidrogênio e oxigênio. O “equipamento de combustíveis solares” relatado pelo International Journal of Hydrogen Energy poderia flutuar em pleno alto mar, utilizando a luz solar para produzir o combustível de hidrogênio.

O hidrogênio é um combustível limpo para veículos movidos a célula de combustível que só produz água quando queimada. Mas até agora é produzido a partir de gás natural usando métodos de energia intensiva.

Os cientistas têm tentado chegar a formas sustentáveis de produzir hidrogênio. Uma maneira é dividir a água em hidrogênio e oxigênio usando eletrólise. O método envolve passar eletricidade — preferivelmente solar — através da água, e separar hidrogênio e oxigênio com a ajuda de uma membrana. Mas estas membranas são caras, frágeis, e degradam a menos que usadas com água pura.

Os pesquisadores já fizeram anteriormente eletrolisadores sem membrana, mas eles usam líquidos especiais correntes para separar hidrogênio e oxigênio. Isto requer bombas e válvulas.

O novo dispositivo feito por engenheiros químicos da Universidade de Columbia pode dividir a água sem a necessidade de uma membrana. Isso significa que ele pode ser usado com água do mar, que possui impurezas e micróbios que poderiam danificar as membranas.

Em vez de uma membrana, o dispositivo usa dois eletrodos feitos de malha de titânio. Cada um é revestido em um lado com platina. Eles são conectados a uma célula solar e colocados em água com os lados não revestidos de frente para o outro.

 

Renderização de uma larga escala hipotética “equipamento de energia solar” operando no mar aberto, onde utiliza luz solar abundante para dividir a água do mar em hidrogênio, que é temporariamente armazenado no equipamento antes de ser canalizado ou enviado de volta à costa.
©Justin Bui / Columbia Engineering

 

As bolhas de hidrogênio se formam no eletrodo negativamente carregado e as bolhas de oxigênio no positivo. Quando as bolhas de gás se unem e se tornam grandes o suficiente, elas flutuam até a superfície da água. O hidrogênio é coletado enquanto o oxigênio é ventilado no ar.

” Nosso desafio é encontrar tecnologias escaláveis e econômicas que convertam a luz do sol em uma forma útil de energia que também possa ser armazenada em períodos em que o sol não está brilhando,” diz o professor engenheiro químico Daniel Esposito.

O novo dispositivo poderia permitir isso. Os engenheiros dizem que é o primeiro dispositivo prático solar flutuante para geração de hidrogênio que realiza eletrólise da água sem bombas ou membranas, e poderia levar a um baixo custo, produção de hidrogênio sustentável. Eles agora estão aperfeiçoando o design antes de testes na água do mar.

Source: Jonathan T. Davis et al. Floating Membraneless PV-Electrolyzer Based on Buoyancy-Driven Product Separation. International Journal of Hydrogen Energy. 2017.

Image: tommyvideo/Pixabay

 

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