Hidrogênio verde e água potável usando apenas água do mar? Entenda

Uma equipe liderada pela Cornell University desenvolveu um sistema inovador, de baixo custo e energia solar capaz de produzir hidrogênio verde e água potável diretamente da água do mar.

O dispositivo, chamado HSD-WE (destilação solar-eletrólise da água), representa um marco tecnológico, unindo a sustentabilidade energética e o acesso à água limpa em uma solução integrada.

A pesquisa, que envolveu cientistas do MIT, a Universidade Johns Hopkins e a Universidade Estadual de Michigan, foi publicada na revista Energia e ciência ambiental.

Produção de baixo custo

O protótipo, com apenas 10 cm², pode produzir 200 mililitros de hidrogênio por hora com eficiência energética de 12,6%, usando a luz solar natural.

Os pesquisadores estimam que a tecnologia pode, até 15 anos, reduzir o custo do hidrogênio verde para cerca de US $ 1 por quilo – uma chave considerada para permitir a transição geral para a energia limpa e atingir objetivos de emissões líquidas zero até 2050.

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A professora Lenan Zhang, da Engenharia Mecânica e Aeroespacial de Cornell, destaca que a inovação resolve dois desafios globais simultâneos: a demanda por energia limpa e o acesso à água potável.

“Energia e água são essenciais, mas muitas vezes há uma troca entre os dois. Criamos essa tecnologia para quebrar esse ciclo”, explicou.

Como o hidrogênio verde é obtido

• Tradicionalmente, o hidrogênio verde é obtido por eletrólise de água desionizada – um processo caro devido à alta pureza exigida da água.
• A nova abordagem usa água do mar, recursos abundantes e gratuitos e aproveita quase toda a energia solar capturada, incluindo o calor desperdiçado por células fotovoltaicas convencionais, para aquecer a água e promover sua evaporação.
• Esse calor residual aquece um filme fino de água em contato direto com o painel solar, graças à ação da capilaridade, que aumenta a eficiência da evaporação para mais de 90%.
• O vapor de água é então condensado e enviado a um eletrolisador que separa o hidrogênio do oxigênio.

Além de gerar hidrogênio limpo, o sistema também produz água potável – um benefício adicional em um mundo onde cerca de dois terços da população sofrem de escassez de água. “Temos dois resultados com um único sistema”, disse Zhang.

A tecnologia também abre portas para ROs filtros solares de resfriamento com água do mar, prolongando sua vida e eficiência, além de permitir uma instalação em grande escala em parques solares costeiros.

“Queremos soluções com baixa emissão de carbono, acessível e ampla gama. Esta é uma tecnologia promissora com enorme potencial de adoção”, concluiu Zhang.