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Produção otimizada de hidrogênio: custos mais baixos, maior rendimento

O fluxo de corrente na água por si só não é suficiente. O H2 deve ser separado da forma mais eficaz possível.
O fluxo de corrente na água por si só não é suficiente. O H2 deve ser separado da forma mais eficaz possível.
Um novo tipo de estrutura pode simplificar consideravelmente a eletrólise da água para a produção de hidrogênio como fonte de energia. Uma simples modificação poderia reduzir significativamente os custos de material e, ao mesmo tempo, acelerar o processo de produção.

O princípio de como a água comum pode ser dividida em seus componentes é conhecido há mais de 200 anos. A eletrólise da água usa o fluxo de corrente para que o H2 seja coletado no cátodo e o O2 no ânodo.

Ambos podem ser reutilizados. Entretanto, para determinadas áreas da indústria, como aviação ou produção de aço, seriam necessárias enormes quantidades de hidrogênio sem combustíveis fósseis.

A tecnologia mais popular se baseia em uma membrana que separa o hidrônio (partículas de hidrogênio com carga positiva) e o hidróxido (grupo OH com carga negativa) para uma separação eficaz e produção em larga escala.

Esse método tem sido usado desde a década de 1970 para produzir quantidades significativas de H2. O problema aqui é a cara camada de separação, que consiste em várias camadas de filtros moleculares.

O bromo é usado para obter a separação espacial sem uma membrana. O elemento é encontrado na forma de sal na água do mar ou em depósitos de sal.

O oxigênio separado se liga a ele. O bromato resultante é bombeado para fora e se decompõe em temperatura ambiente. O bromo pode então extrair o oxigênio da solução novamente. O hidrogênio puro pode ser extraído do outro lado do aparelho.

No momento, apenas o princípio técnico é realmente convincente, mas ele tem o potencial de tornar a produção de hidrogênio mais econômica e eficiente com eletricidade limpa suficientemente disponível.

No entanto, ainda existem alguns problemas: Entre outras coisas, o cátodo deve ser protegido com cromo, que pode formar compostos muito tóxicos no meio ambiente.

Além disso, o catodo é feito de platina ou rutênio, ambos raros e caros. E o bromato também não tem as melhores propriedades, pois pode destruir a camada de ozônio na atmosfera. Isso também não é muito bom.

Portanto, ainda há alguns caminhos a percorrer, mas é sobretudo a abordagem fundamentalmente diferente que está causando uma certa euforia. Se conseguirmos substituir os componentes tóxicos e caros, teremos um processo que poderá reduzir drasticamente o custo do hidrogênio nos próximos anos.

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Mario Petzold, 2024-01-31 (Update: 2024-01-31)