O hidrogénio verde é amplamente visto como um pilar fundamental da mudança global dos combustíveis fósseis. No entanto, fazê-lo em grande escala continua a ser dispendioso e ambientalmente desafiante. Um dos principais métodos de produção, a eletrólise PEM (membrana de troca de prótons), funciona particularmente bem quando a eletricidade proveniente da energia eólica e solar aumenta e diminui. No entanto, ainda é muito mais caro do que produzir hidrogénio a partir de combustíveis fósseis.
Existem também problemas ambientais. Os actuais sistemas PEM baseiam-se nos chamados Produtos Químicos Persistentes (PFAS), substâncias que a União Europeia planeia eliminar gradualmente devido aos seus riscos ambientais e para a saúde. O projeto SUPREME, financiado pela UE, visa enfrentar os desafios químicos e de alto custo. Nos próximos três anos, investigadores liderados pela Universidade do Sul da Dinamarca, em colaboração com a Universidade de Tecnologia de Graz (TU Graz) e outros parceiros, desenvolverão um sistema de eletrólise sem PFAS que seja mais eficiente e utilize muito menos matérias-primas importantes, como o irídio. O objetivo é tornar o hidrogénio verde muito mais acessível e sustentável.
Tornamos o hidrogénio verde mais limpo e mais barato
“O hidrogénio é utilizado como matéria-prima em grandes quantidades e continuará a aumentar no futuro. Estas incluem a produção de amoníaco, metanol e a indústria siderúrgica”, afirma Merit Bodner, do Instituto de Engenharia Química e Tecnologia Ambiental da TU Graz.
“Se conseguirmos evitar a utilização de substâncias nocivas na produção de hidrogénio verde e conseguirmos trazê-lo ao mesmo nível de preço do hidrogénio fóssil em termos económicos, daremos um passo importante rumo à transição verde.
O hidrogénio já desempenha um papel central nos principais processos industriais e espera-se que a procura cresça. Tornar a sua produção mais limpa e mais competitiva com o hidrogénio fóssil poderia acelerar a sua utilização não só na indústria pesada, mas também como forma de armazenar o excesso de energia renovável.
Materiais livres de PFAS e membranas expandidas
A TU Graz desempenha um papel de liderança na avaliação de alternativas mais seguras. A equipe de Bodner analisa materiais livres de PFAS disponíveis comercialmente e compara seu desempenho com os padrões atuais da indústria. Uma questão fundamental é se estes materiais mais sustentáveis podem corresponder à durabilidade e ao desempenho necessários para uma utilização industrial contínua.
Enquanto isso, o Conselho Turco de Ciência e Tecnologia, TÜBITAK, está se concentrando no desenvolvimento de membranas. O grupo está trabalhando em uma nova geração de membranas microporosas livres de PFAS para uso em futuros sistemas de eletrólise.
Corte e processamento de irídio
Outra consideração importante é a dependência reduzida do irídio, um metal caro do grupo da platina usado na eletrólise PEM. A Universidade do Sul da Dinamarca e a empresa britânica de metais e catalisadores Ceimig estão a estudar formas de reduzir a utilização de irídio em até 75%. Eles também estão desenvolvendo métodos de reciclagem que podem recuperar cerca de 90% do irídio ainda necessário.
Parceiros adicionais contribuem com componentes especializados. A Fraunhofer ISE na Alemanha está produzindo eletrodos de membrana, enquanto a empresa norueguesa de hidrogênio Element One Energy AS (EoneE) está desenvolvendo um novo eletrolisador rotativo projetado para melhorar o desempenho do sistema.
O projeto é financiado através da CETPartnership, Parceria para a Transição de Energia Limpa no âmbito da Chamada Conjunta para Propostas de Investigação 2024 e cofinanciado pela Comissão Europeia (GA N°101069750).
