O Chile busca se posicionar como um referente mundial na produção e exportação de hidrogênio verde, combustível limpo que é chave para avançar para uma descarbonização e diminuir a dependência dos combustíveis fósseis.
Para obtê-lo, nosso país conta com um grande potencial energético solar e eólico, o que permitiria gerar hidrogênio verde mediante a eletrólise da água. Nesse processo, a eletricidade proveniente de fontes renováveis como painéis solares ou aerogeradores é utilizada para dividir as moléculas da água em hidrogênio e oxigênio, produzindo um combustível que só emite vapor de água como resíduo.
Neste cenário, a Universidade de Santiago do Chile impulsiona o projeto Fondef (Fundo para a Promoção do Desenvolvimento Científico e Tecnológico) “Fabricação de tintas eletrocatalicias baseadas no sulfeto de molibdénio e líquidos iônicos como material catódico para a reação de evolução do hidrogênio e sua avaliação em ambiente PEM (Membrana de Troca de Prótons)”, através do Laboratório de Materiais Eletrocerâmicos da Faculdade de Química e Biologia, o qual é liderado pelo Dr. Domingo Ruiz León.
A pesquisa está financiada pela ANID (Agência Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento) e se desenvolve junto com a Pontifícia Universidade Católica do Chile, como beneficiário principal, tendo como entidades associadas às empresas Tecnologías de Remediación Ambiental SpA e Agencias Nórdicas Ricardo Rubio Méndez y Cía. Ltda., além do apoio da Direcção de Gestão Tecnológica da Vice-reitoria de Pesquisa, Inovação e Criação (Vriic, por sua sigla em espanhol).
“Nosso objetivo é desenvolver tintas eletrocatalíticas que possam se aplicar no cátodo dos reactores onde ocorre a reação que produz hidrogênio, substituindo o uso da platina neste processo por materiais que sejam muito mais econômicos na manufatura. Com esta inovação pretendemos reduzir os custos e aumentar a eficiência da eletrólise”, explica o Dr. Ruiz.
O pesquisador indica que o projeto responde ao roadmap impulsionado pelo Governo, o qual busca resolver dois desafios chaves: a produção e o armazenamento deste energético. “As tintas que buscamos desenvolver vão permitir fabricar membranas de forma mais simples e econômica, o que facilitaria o escalonamento do processo de produção do hidrogênio em reatores do tipo PEM”, adiciona.
Validação em planta piloto
Essa pesquisa combina a experiência e capacidade do Laboratório de Materiais Eletrocerâmicos da Usach, que vai se encarregar pela síntese e a caracterização estrutural das tintas, e do Laboratório de Eletroquímica da PUC, dirigido pelo pesquisador Dr. Mauricio Isaacs, que será responsável pela síntese e das provas dos materiais obtidos nos reatores em planta piloto.
Sobre isso, o Dr. Domingo Ruiz destaca a ampla colaboração originada entre ambos laboratórios em diferentes projetos acadêmicos.“Levamos mais de 20 anos trabalhando em conjunto, integrando o conhecimento em materiais e eletroquímica, e agora também formando estudantes em cotutela em um nível de graduação e pós-graduação”, comenta.
Além disso, o acadêmico adiciona que “como Laboratório de Materiais Eletrocêramicos Usach, estamos aportando nossa trajetória na área de energias renováveis e esperamos começar a desenvolver protótipos escaláveis que permitam avançar para aplicações industriais em ambientes reais”.
O projeto vai ter uma duração de dois anos. Na primeira etapa vai se abordar a síntese e caracterização da tinta eletrocatalítica, enquanto na segunda vai se avaliar seu desempenho em membranas reativas, probando os parâmetros operacionais em um reator real.
“A execução e conquistas em cada uma dessas fases nos permitirão determinar o nível de consumo, a geração e qualidade do hidrogênio produzido, assim como determinar os custos e todos os parâmetros industriais associados à sua produção”, explica o Dr. Ruiz.
O académico indica que o Nível de Maturidade Tecnológica (TRL, por sua sigla em inglês) do projeto está próximo ao 4, com a meta de alcançar os níveis 5 e 6, correspondentes a ensaios experimentais em reatores. “O progresso vai depender da eficiência e a pureza alcançadas na produção do hidrogênio, assim como do custo final do processo”, afirma.
“Com essa pesquisa esperamos aportar a um futuro energético mais limpo e à consolidação do Chile como líder em inovação científica aplicada ao desenvolvimento sustentável”, conclui o Dr. Ruiz León.