Pesquisas sobre hidrogênio verde entram em foco com o início da COP-27

A 27ª edição da Conferência das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas (COP-27), que acontece no Egito até o dia 18 de novembro, direciona a atenção mundial para aspectos ligados à economia verde, principalmente para soluções de fontes de energia que não emitem carbono. O tema se tornou ainda mais urgente com a guerra entre Rússia e Ucrânia, que dificulta o acesso à energia gerada por combustíveis fósseis, levando ao risco de desabastecimento energético na Europa.

O Brasil tem se destacado pela sua capacidade de produzir e exportar aquele tipo de energia e, com isso, tem atraído a atenção de investidores e de pesquisadores na produção do combustível chamado hidrogênio verde. Esse combustível consiste em um gás produzido, via eletrólise da água, com o uso de fontes renováveis, como a energia eólica e a solar.

Na Ufes, o professor do Departamento de Química Josimar Ribeiro tem atuado em uma área essencial para que esses processos possam acontecer: a limpeza da água. Isso porque a água poluída não é adequada para o processo de eletrólise, que separa o hidrogênio (H₂) do oxigênio para produzir o gás.

“A melhor forma de produzir hidrogênio verde é por meio do processo de eletrólise, no qual uma corrente elétrica é aplicada em eletrodos específicos, que separam os átomos de oxigênio e hidrogênio da molécula de água (H₂O), produzindo, assim, os gases oxigênio (O₂) e hidrogênio (H₂)”, explica Ribeiro, que coordena o Laboratório de Pesquisa e Desenvolvimento em Eletroquímica (LPDE) da Ufes. As maiores oportunidades para essa fonte energética seriam nas indústrias química, alimentícia, de refino de petróleo, siderúrgica, de rede elétrica, de transportes e de construção civil.

Mais de 90% do hidrogênio é produzido atualmente a partir do gás natural ou do carvão mineral (hidrogênio cinza). "Há, ainda, o hidrogênio marrom, gerado através do carvão; o azul, também a partir do metano ou carvão mineral, porém, o CO₂ gerado é capturado; rosa, a partir de energia nuclear; e o turquesa, gerado via eletrólise, mas com uso de energia nuclear. O hidrogênio verde usa energias renováveis para promover a eletrólise, como a eólica e solar."

Na foto, sistema de criação de energia com célula a combustível, usado para transformar a energia química do hidrogênio em energia elétrica. 

Ribeiro, que é especialista na área de eletroquímica, desenvolveu um projeto, com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa e Inovação do Espírito Santo (Fapes) e da empresa Vale, para o tratamento do efluente gerado nessa indústria pelo método de eletrofloculação. Durante o tratamento, é gerado o hidrogênio verde, que é direcionado a uma célula a combustível, desenvolvida para produzir energia elétrica limpa, suprindo, assim, parte da energia gasta no tratamento. “Esse projeto teve apenas a primeira etapa concluída. A continuação, ainda em busca de financiamento, teria foco no desenvolvimento e investigação dos melhores parâmetros para a utilização do hidrogênio gerado no processo de tratamento do efluente."

Competitividade

Ribeiro ressalta que o Brasil detém grande capacidade para produzir o hidrogênio verde, o que o torna um dos países mais competitivos no mercado. Seu custo de produção é mais caro que o das fontes de energia tradicionais, fator que representa um obstáculo nos estudos sobre esse combustível. Apesar disso, a previsão de especialistas para 2030 aponta que o nível do H₂ será de 1,50 dólar por quilo. Outro desafio é garantir o armazenamento sem qualquer possibilidade de vazamento, uma vez que se trata de um gás extremamente inflamável.

O professor destaca que a transição e a expansão desse novo modelo de fabricação energética serão graduais, devido à necessidade de desenvolver novas tecnologias. Por exemplo, somente 5% do hidrogênio é produzido através da eletrólise atualmente. A expectativa é de que haja uma mobilização internacional acerca do assunto, para que, com investimento dos governos, as pesquisas e os estudos possam contribuir, de forma expressiva, para o desenvolvimento da economia do hidrogênio.

Texto: Ghenis Carlos Silva (bolsista de projeto de Comunicação)
Fotos: Kiara Worth/UNFCC/COP-27 e LPDE-Ufes
Edição: Lídia Neves e Thereza Marinho