Eletrodo divide moléculas de água para gerar combustível sustentável
Por Gustavo Minari • Editado por Douglas Ciriaco |
Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah (KAUST), na Arábia Saudita, desenvolveram um novo tipo de eletrodo feito à base de espuma de metal de baixo custo, capaz de gerar combustível de forma sustentável, sem a necessidade de utilização de carbono.
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O dispositivo possui um revestimento composto por nanomateriais de ferro e cobalto, desenvolvido na forma de um eletrodo altamente ativo que divide as moléculas da água, liberando oxigênio e hidrogênio. Essa abordagem, facilita a conversão de eletricidade renovável em um combustível livre de carbono que pode ser armazenado e transportado para uso posterior.
“A divisão eletroquímica da água é vista como uma rota essencial para atingir esse objetivo. Um dispositivo eletroquímico pode usar a eletricidade renovável para quebrar as moléculas presentes na água ao liberar oxigênio no ânodo e hidrogênio no cátodo”, explica o pós-doutorando em engenharia química Pravin Babar, autor principal do estudo.
Química pura
Utilizando uma abordagem química simples, rápida e escalável, os cientistas criaram nanofolhas bidimensionais de hidróxido de ferro cobalto em substratos feitos de espuma de níquel convencional. Em seguida, eles depositaram nanopartículas de oxihidróxido de ferro na superfície do dispositivo.
Ao adicionar os nanomateriais na interface entre o eletrodo e a água, a equipe desenvolveu um material que combinava alta condutividade elétrica com uma grande área de superfície composta por depósitos ativos, que poderiam ser usados para a produção de oxigênio molecular.
“Mesmo após 50 horas de uso contínuo, o material não apresentou queda no desempenho energético. Isso mostra que esse sistema é o candidato mais adequado para a criação de um eletrodo de reação de evolução de oxigênio fabricado com baixo custo”, acrescenta Babar.
Projeto inovador
Como a eletricidade obtida por meio de sistemas solares e eólicos possui uma natureza intermitente, existe a necessidade de desenvolver métodos que convertam essa energia renovável em um combustível limpo capaz de ser armazenado e distribuído de forma conveniente em uma rede elétrica.
Atualmente, os dispositivos de separação de água de alto desempenho dependem de eletrodos feitos de metais raros e caros, limitando sua utilização em sistemas maiores de distribuição de energia. Com essa nova abordagem de divisão eletroquímica, os pesquisadores conseguiram substituir o ânodo metálico por materiais mais baratos e abundantes na natureza, sem comprometer o desempenho energético.
“Essa é nossa primeira incursão em hidrogênio renovável a partir da eletrólise. O objetivo é desenvolver um sistema sustentável para a divisão geral das moléculas da água, não apenas a reação de evolução do oxigênio. Sendo otimista, devemos ter um protótipo funcional em alguns anos”, encerra Pravin Babar.
Fonte: KAUST