Água e energia são os dois ingredientes essenciais para que a “receita” do hidrogênio seja perfeita. Este vetor energético é a vontade mais esperada pelas autoridades e empresas para descarbonizar, em particular no Velho Continente e atingir os objetivos traçados para 2050. Uma aposta renovável que olha para a Península Ibérica que “será um pólo energético”, assegurou Úrsula von der Leyen, Presidente da Comissão Europeia, em dezembro passado com a apresentação do hidroduto H2Med, que vai ligar Portugal, Espanha e França para transportar este vetor energético.

O solo espanhol já se prepara para instalar painéis solares e turbinas eólicas para separar as moléculas de oxigênio e hidrogênio da água. No entanto, o elemento líquido é escasso na Península Ibérica, onde o último ano de 2022 terminou como um dos anos mais secos da história. Um obstáculo que parece, por enquanto, resolvido por pesquisadores da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça.

Sua proposta é simples, mas muito complexa. “Funciona como uma folha, capta a luz e a água presentes na atmosfera”, especificam os responsáveis ​​pelo protótipo. “Para cada etapa, tivemos que desenvolver novos procedimentos, mas nossa abordagem é sempre fácil de escalar e abrirá novos horizontes”, acrescenta Marina Caretti, autora do estudo.

A tecnologia, que imita a fotossíntese das plantas, é capaz de captar a água presente no ar e com a própria energia solar produzir o hidrogênio desejado. “As plantas capturam CO2 e água de seu ambiente e depois, com a luz do sol, convertem as moléculas em açúcares e amido”, explicam os líderes da pesquisa publicada na revista Advanced Materials.

Ajudados pelos engenheiros da Toyota Europa, os pesquisadores da EPFL conseguiram desenvolver eletrodos de difusão de gás que são “transparentes e porosos”, dizem eles. É aqui que reside a verdadeira inovação do projeto, porque “é assim que esta tecnologia solar permite transformar a água, presente no ar em estado gasoso, em hidrogénio”, acrescentam. “A luz do dia é a forma mais abundante de energia renovável e estamos trabalhando para desenvolver formas economicamente viáveis ​​de produzir combustíveis solares”, diz Kevin Sivula, pesquisador do Laboratório de Engenharia Molecular da École polytechnique de Lausanne.

solução “modesta”

Para realizar essa fotossíntese artificial, a equipe da universidade suíça teve que desenvolver um novo dispositivo de eletrodos usando fibras de quartzo, recobertas por uma fina película transparente de óxido de estanho.

Uma solução que resulta em uma placa transparente, porosa e condutora, essencial “para maximizar o contato com as moléculas de água do ar e deixar passar os fótons”, detalham os pesquisadores.

Para seu funcionamento, a equipe liderada por Caretti construiu uma câmera para proteger o aparelho. Quando o sistema é exposto à luz solar em condições úmidas, o gás hidrogênio é produzido, demonstrando que o conceito de um eletrodo de difusão de gás transparente para a produção de gás hidrogênio movido a energia solar pode ser realizado.

Embora a eficiência da conversão de energia solar em hidrogênio esteja em sua demonstração, eles reconhecem que “é modesta para este protótipo”. Dependendo dos materiais usados, a eficiência teórica máxima de conversão de energia solar em hidrogênio do wafer revestido é de 12%, enquanto as células líquidas demonstraram eficiências de até 19%.