O hidrogénio verde tem um problema oculto e os cientistas podem tê-lo resolvido

Existem também preocupações ambientais. Os actuais sistemas PEM dependem dos chamados produtos químicos para sempre (PFAS), substâncias que a União Europeia planeia eliminar gradualmente devido aos seus riscos ambientais e para a saúde. Abordar tanto os elevados custos como as preocupações químicas é o objetivo do projeto SUPREME financiado pela UE. Nos próximos três anos, investigadores liderados pela Universidade do Sul da Dinamarca, trabalhando 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 quantidades muito menores de matérias-primas críticas, como o irídio. O objetivo é tornar o hidrogénio verde significativamente mais acessível e sustentável.

Tornando o hidrogênio verde mais limpo e mais barato

“O hidrogénio é utilizado como matéria-prima em quantidades muito grandes e continuará a aumentar no futuro. Estas incluem a produção de amónia, a produção de 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 se conseguirmos também levá-lo a um nível de preço semelhante ao do hidrogénio fóssil em termos económicos, teremos dado um passo importante rumo à transição verde. Isto também o torna mais atraente para outras aplicações, como o armazenamento de energia excedentária proveniente de fontes renováveis.»

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 avançadas

A TU Graz tem um papel de liderança na avaliação de alternativas mais seguras. A equipe de Bodner está analisando materiais livres de PFAS disponíveis comercialmente e comparando seu desempenho com os padrões atuais da indústria. Uma questão fundamental é se estes materiais mais sustentáveis ​​podem corresponder à durabilidade e eficiência exigidas para o uso industrial contínuo.

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 projetadas para uso em futuros sistemas de eletrólise.

Corte e reciclagem de irídio

Outro foco importante é reduzir a dependência do irídio, um caro metal 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 explorar formas de reduzir a utilização de irídio em até 75%. Eles também estão desenvolvendo métodos de reciclagem que poderiam recuperar cerca de 90% do irídio ainda necessário.

Parceiros adicionais estão contribuindo com componentes especializados. A Fraunhofer ISE, na Alemanha, está fabricando unidades de eletrodos de membrana, enquanto a empresa norueguesa de hidrogênio Element One Energy AS (EoneE) está projetando um novo eletrolisador rotativo destinado a melhorar o desempenho do sistema.

O projeto é financiado através da CETPartnership, a Parceria para a Transição de Energia Limpa no âmbito da chamada conjunta para propostas de investigação de 2024, e é co-financiado pela Comissão Europeia (GA N°101069750).