O hidrogênio verde está se tornando um dos principais aliados da energia solar e eólica no caminho para a sustentabilidade do nosso mundo. Suas vantagens são numerosas: é uma solução prática para armazenamento de energia; pode ser utilizado em veículos, como aviões, sem a preocupação com o peso das baterias; e pode alimentar caldeiras de aquecimento ou processos industriais sem gerar emissões de gases de efeito estufa.

A chave para que esse combustível se torne predominante e substitua os combustíveis fósseis está em como o hidrogênio verde é produzido, ou seja, que o hidrogênio seja obtido de forma limpa – daí o adjetivo "verde" – e eficiente. Na Universidade de Illinois, em Chicago, uma técnica inovadora, que permite produzi-lo a partir de biomassa de origem agrícola ou pecuária, acabou de ser anunciada.

Como o hidrogênio verde é produzido

Antes de continuar, uma breve explicação: o hidrogênio verde é aquele produzido a partir de energias renováveis, como a eólica ou a fotovoltaica. Como se trata de um gás que raramente é encontrado de forma isolada no meio ambiente, é necessário separar moléculas em que ele esteja presente, como acontece com a água. Esse processo, que geralmente é realizado por meio de eletrólise, requer energia, e é aqui que entra o uso de fontes de energia renováveis. Caso fossem usados combustíveis fósseis nesse processo, estaríamos falando de hidrogênio cinza.

Hidrogênio verde a partir de energia solar e biomassa

No entanto, pode haver maneiras de otimizar o processo de eletrólise, que separa o hidrogênio e o oxigênio por meio de uma corrente elétrica. Uma das últimas estratégias para reduzir a voltagem necessária consiste em utilizar uma fonte de carbono na reação, mas, até agora, era necessário empregar carvão ou substâncias químicas caras.

É aqui que entra a solução idealizada pelos engenheiros da Universidade de Illinois para produzir hidrogênio verde a partir de água, utilizando apenas energia solar e resíduos agrícolas. Esse método inovador destaca-se pela eficiência energética, ao reduzir em 600% a energia necessária. O processo aproveita uma solução de resíduos agrícolas e pecuários em ácido sulfúrico como biochar, para diminuir significativamente a eletricidade requerida na produção de hidrogênio.

Mas o que exatamente é o biochar? Trata-se de um composto com alto teor de carbono, produzido atualmente por meio da pirólise de biomassa na ausência de oxigênio. O biochar consegue manter o carbono sequestrado de forma inalterável durante muitas décadas, o que impede sua liberação na atmosfera como CO2, podendo, assim, ser utilizado para melhorar a fertilidade dos solos.

Nesta pesquisa recente, ao adicionar uma solução de biochar no ânodo durante o processo de eletrólise do hidrogênio verde, conseguiu-se reduzir as necessidades de energia elétrica. Os experimentos indicam que o biochar mais eficiente é obtido a partir de esterco de vaca, com o qual a energia necessária para produzir uma unidade de hidrogênio foi reduzida a um sexto.

Assim, uma única célula fotovoltaica de 15 miliampères e uma corrente de 0,5 volts — inferior à energia de uma pilha AA — foi suficiente para produzir hidrogênio verde. O carbono contido na solução de biochar reage com o O2 produzido na eletrólise para gerar CO2, que pode ser capturado e reutilizado em outros processos industriais, como a produção de fertilizantes, como mencionado neste artigo.

De acordo com os autores da pesquisa, a elevada eficiência do processo, que atinge 35% de conversão da energia solar em hidrogênio, pode oferecer uma alternativa mais barata e sustentável aos métodos atuais de produção de hidrogênio verde, ajudando a reduzir as emissões de gases de efeito estufa.

Granjas autossuficientes

Um dos cenários mais interessantes sugeridos pela equipe de pesquisadores da universidade norte-americana é um futuro onde as propriedades agrícolas possam combinar a energia produzida com painéis fotovoltaicos e os resíduos vegetais ou animais para gerar hidrogênio verde, alcançando assim a autossuficiência energética.

Isso ocorre porque uma célula de hidrogênio pode oferecer grande eficiência ao mover a maquinaria e complementa perfeitamente outras fontes de energia, como a solar ou a eólica, independentemente das condições meteorológicas ou das horas de luz.

Por outro lado, como vimos, o método desenvolvido pela Universidade de Illinois não se limita apenas à produção de hidrogênio, mas também pode gerar outros produtos valiosos a partir de resíduos agrícolas.

Fontes: ACCIONA