De acordo com artigo publicado na Nature Energy pela pesquisadora Kiane de Kleijne, da Universidade de Tecnologia de Eindhoven (Holanda), a produção de hidrogênio leva, na maioria das vezes, a ganhos de dióxido de carbono (CO₂) na atmosfera. Isso ocorre apenas em parte, já que outra parcela disso vem da produção de gás natural.

Existem formas mais ecológicas de produzir hidrogênio, como a utilização de energia solar ou eólica para alimentar o processo que o separa das moléculas de água, mas De Kleijne argumenta que, nesses casos, os rastros de carbono da criação dessas instalações precisam ser considerados.

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O mesmo acontece com o fato de a energia verde ser mais eficaz em locais com muito Sol e vento, como África ou Brasil, o que significa que o hidrogênio produzido nesses locais precisa ser transportado para o resto do mundo para utilização, o que, mais uma vez, aumenta os rastros de carbono.

“Se olharmos para todo o ciclo de vida desta forma, o hidrogênio verde, muitas vezes, mas certamente nem sempre, leva a ganhos de CO₂”, disse De Kliejne.

“Os ganhos de CO₂ são geralmente maiores quando se utiliza energia eólica em vez de energia solar. Isto irá melhorar ainda mais no futuro, à medida que mais energia renovável será usada para fabricar turbinas eólicas, painéis solares e aço para o eletrolisador, por exemplo”, acrescenta a pesquisadora.

Um novo processo que pode ajudar envolve um método de produção de hidrogênio chamado membrana de troca de prótons (PEM, na sigla em inglês).

O que é o PEM, ou membrana de troca de prótons

• PEM é um processo de eletrólise da água que separa o hidrogênio das moléculas de água;
• Além do custo do carbono da eletricidade que alimenta o processo, o PEM é considerado tecnologia verde porque sua única produção é o oxigênio, em vez do dióxido de carbono;
• O problema é que o irídio é um dos únicos elementos que pode resistir ao ambiente ácido, no qual as moléculas de água são separadas;
• E o irídio é muito difícil de encontrar, sendo, inclusive, um dos metais mais raros da Terra. Ou seja, é difícil criar instalações PEM em grande escala.

Para resolver esse problema, surgiu novo estudo do Instituto de Ciências Fotônicas (ICFO) da Espanha, explicado, em detalhes, no vídeo a seguir.

Basicamente, os pesquisadores do ICFO criaram catalisador anódico feito de elementos mais comuns: cobalto e tungstênio.

Para proteger o ânodo da degradação prevista no processo de eletrólise, eles deram guinada única ao impregnar um óxido de cobalto-tungstênio com água – a própria substância na qual ele é feito para operar.

O resultado foi que, durante o processo de eletrólise, à medida que o novo ânodo se degradava pela perda de material, água e hidróxido – dois compostos predominantes no processo – entraram correndo para preencher os buracos deixados.

O resultado foi espécie de escudo aquoso que evitou que o ânodo se degradasse muito rapidamente. Em testes utilizando um reator PEM, o novo material teve desempenho positivo.

Embora os pesquisadores admitam que a nova liga impregnada de água não permanece estável enquanto os ânodos atuais, eles dizem que a descoberta compensa ao demonstrar abordagem PEM eficiente que não depende de metais escassos.