Hidrogênio: Combustível limpo gerado dia e noite

Redação do Site Inovação Tecnológica -  02/07/2018

As nanopartículas produzem hidrogênio usando apenas a variação normal da temperatura ambiente. [Imagem: RSC]

Hidrogênio solar

No início deste ano, uma equipe do MIT, nos EUA, apresentou um gerador que converte as flutuações normais de temperatura entre o dia e a noite em energia elétrica - isso é bem diferente dos materiais termoelétricos, que precisam de grandes diferenças de temperatura.

Agora, outra equipe, da China e Hong Kong, usou a mesma diferença normal de temperatura entre dias e noites para produzir hidrogênio, um combustível limpo por excelência.

Usar energia solar para dividir a água em hidrogênio e oxigênio - o chamado "hidrogênio solar" - é a maneira ideal de produzir hidrogênio. No entanto, esse processo ainda apresenta baixa eficiência e, claro, não funciona no escuro.

É aí que entra a piroeletricidade, a coleta de energia térmica, que pode fechar esse hiato e produzir hidrogênio em um esquema 24/7.

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Piroeletricidade

A equipe liderada por Yanmin Jia (Universidade Normal de Zhejiang - China) e Haitao Huang (Universidade Politécnica de Hong Kong), sintetizou materiais funcionais piroelétricos que se mostraram capazes de quebrar as moléculas de água a temperatura ambiente.

O material chama-se titanato de estrôncio e de bário (Ba_0,7Sr_0,3TiO₃) e foi sintetizado na forma de nanopartículas - esse material também está sendo testado no modo reverso, ou eletrocalórico, em um ar-condicionado de vestir.

"Materiais piroelétricos são um tipo de material que pode gerar cargas elétricas sobre duas superfícies opostamente polarizadas mediante uma mudança de temperatura. Ao contrário da eletrólise da água convencional, nossa técnica não requer energia elétrica. Ela aproveita as variações diárias de temperatura para produzir hidrogênio útil," disse Jia.

A tensão produzida pelo material piroelétrico atinge vários volts, embora as correntes ainda sejam baixas e a produção de hidrogênio esteja apenas em uma escala de demonstração de laboratório (1,3 micromol de hidrogênio por grama de catalisador a cada ciclo dia/noite).

Mas o experimento demonstra um novo caminho a seguir, uma rota ecológica e potencialmente eficiente. O próximo passo deverá ser justamente o aumento do rendimento do processo.

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Bibliografia:

Pyro-catalytic hydrogen evolution by Ba0.7Sr0.3TiO3 nanoparticles: harvesting cold–hot alternation energy near room-temperature
Xiaoli Xu, Lingbo Xiao, Yanmin Jia, Zheng Wu, Feifei Wang, Yaojin Wang, Neale O. Haugen, Haitao Huang
Energy & Environmental Science
DOI: 10.1039/c8ee01016a