O hidrogénio é o elemento mais leve e abundante do universo, por isso sempre esteve na lista de possíveis soluções para a crise climática. O desafio até agora tem sido obter hidrogénio de uma forma limpa e acessível, mas uma equipa de cientistas do MIT tem uma proposta promissora: um sistema capaz de produzir hidrogénio verde e barato com o calor do sol.
O problema do hidrogênio. O hidrogênio tem uma densidade de energia por peso maior do que as baterias elétricas. Ele pode armazenar energia e liberá-la gradativamente, como acontece nos carros a hidrogênio. No entanto, o hidrogénio não é uma fonte primária de energia, mas sim um vetor de energia que requer energia externa para ser obtido.
Embora o hidrogénio possa ser uma fonte de energia limpa e renovável, a sua produção atual envolve gás natural e outros combustíveis fósseis que emitem uma quantidade considerável de gases com efeito de estufa. Para resolver este problema, investigadores do MIT desenvolveram um sistema que utiliza energia solar para gerar hidrogénio de forma ecológica e, acima de tudo, mais eficiente do que outras alternativas semelhantes.
Hidrogênio barato do calor do sol. Num estudo publicado pelo Solar Energy Journal, a equipa do MIT descreve um método para a produção de “hidrogénio termoquímico solar” (STCH) que utiliza o calor do sol para decompor a água e gerar hidrogénio de uma forma amiga do ambiente e eficiente.
Os projetos anteriores do STCH só conseguiram converter cerca de 7% da energia solar recebida em hidrogênio. O novo desenho do MIT poderia aproveitar até 40% do calor solar, o que significaria uma redução substancial nos custos de obtenção de hidrogénio verde.
Como funciona. Em vez de depender de bombas mecânicas que consomem muita energia, o projeto usa um conjunto de reatores em forma de trem que circula em torno da fonte de calor solar. Cada reator contém um metal que passa por um processo de oxidação-redução para produzir hidrogênio.
Além disso, o sistema inclui um segundo conjunto de reatores que se movem na direção oposta. Esses reatores externos operam em temperaturas mais baixas e são utilizados para remover o oxigênio dos reatores internos, conservando assim mais energia.
Poderá ser integrado numa central solar térmica. O sistema poderia ser integrado a uma Central de Energia Solar Concentrada (CSP), onde um conjunto de espelhos reflete a luz solar em direção a uma torre receptora central. Esse calor seria usado para quebrar as moléculas de água e gerar hidrogênio. E como o calor pode ser armazenado em certos materiais, como sais fundidos, a produção de hidrogénio pode estender-se até 24 horas por dia.
Por ser uma solução mais eficiente e acessível do que outras que já obtêm STCH, o sistema MIT poderia tornar-se uma opção escalável para ajudar a descarbonizar a indústria dos transportes. Um combustível limpo como o hidrogénio verde poderia alimentar camiões, navios e aviões sem emitir emissões de gases com efeito de estufa. Um avião comercial totalmente elétrico é inviável neste momento devido ao peso das baterias, mas com o hidrogénio as coisas mudam.
Ele será testado em 2024. Longe de ficar na teoria, o MIT supervisionará a construção de um protótipo que será testado em instalações de concentração de energia solar em 2024. Não à toa, a pesquisa é financiada pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos, que pretende produzir hidrogênio verde até 2030 a um custo de $ 1 por quilograma.
A genialidade desta pesquisa é ter conseguido um sistema que é simples e barato o suficiente para produzir hidrogênio a partir da luz solar com uma eficiência que deixa os métodos anteriores ainda na infância. Um avanço significativo que, se testado com sucesso em grande escala, poderá transformar em realidade a promessa do hidrogénio como o combustível limpo do futuro.
Imagem | SENER
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