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Os pesquisadores do RMIT dizem que desbloquearam a produção de hidrogênio verde mais barato e mais eficiente em termos energéticos com uma nova técnica de eletrólise impulsionada por ondas sonoras. Com essas vibrações de alta frequência ativas, a eletrólise padrão produz 14x mais hidrogênio.

Onde as baterias não conseguem transportar energia suficiente ou demoram demasiado tempo a carregar, o hidrogénio verde está a crescer como um importante combustível com emissões zero, que transporta uma maior densidade de eletrões e suporta um reabastecimento rápido. O hidrogênio verde é criado por eletrólise; dividir as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio usando energia renovável para atrair cada gás para um eletrodo diferente, onde o hidrogênio pode ser capturado, comprimido e armazenado.

Então, por que esse processo funciona tão melhor quando a equipe do RMIT reproduz uma onda sonora híbrida de 10 MHz? Várias razões, de acordo com um artigo de pesquisa publicado recentemente na revista Advanced Energy Materials.

Em primeiro lugar, a vibração da água tem o efeito de "frustrar" as moléculas de água mais próximas dos eléctrodos, sacudindo-as para fora das redes tetraédricas onde tendem a se fixar. Isto resulta em moléculas de água mais "livres" que podem entrar em contacto com locais catalíticos em os eletrodos.

Em segundo lugar, como os gases separados se acumulam como bolhas em cada eletrodo, as vibrações liberam as bolhas. Isso acelera o processo de eletrólise, pois essas bolhas bloqueiam o contato do eletrodo com a água e limitam a reação. O som também ajuda gerando hidrônio (íons de água com carga positiva) e criando correntes de convecção que auxiliam na transferência de massa.

Em seus experimentos, os pesquisadores optaram por usar eletrodos que normalmente apresentam desempenho muito fraco. A eletrólise normalmente é feita usando metais raros e caros de platina ou irídio e eletrólitos fortemente ácidos ou básicos para obter as melhores taxas de reação, mas a equipe do RMIT optou por eletrodos de ouro mais baratos e um eletrólito com nível de pH neutro. Assim que a equipe ligou as vibrações sonoras, a densidade da corrente e a taxa de reação aumentaram por um notável fator de 14.

Portanto, esta não é uma situação em que, para uma determinada quantidade de energia colocada num eletrolisador, você obtém 14 vezes mais hidrogênio. É uma situação em que a água se divide em hidrogênio e oxigênio com mais rapidez e facilidade. E isso tem um efeito impressionante na eficiência geral de um eletrolisador. “Com o nosso método, podemos melhorar potencialmente a eficiência de conversão, levando a uma economia de energia líquida positiva de 27%”, disse o professor Leslie Yeo, um dos principais pesquisadores.

Entre reações mais rápidas, poupança de energia e materiais e eletrólitos de custo muito mais baixo, a equipa acredita que o seu trabalho poderá ajudar a reduzir o preço do hidrogénio verde.

A pesquisa está em acesso aberto na revista Advanced Energy Materials.

Fonte: RMIT