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SINTEF – Um novo projeto está a tornar o processo de produção de hidrogénio mais rentável e sustentável, reduzindo a utilização de matérias-primas críticas.

Um novo projeto está a tornar o processo de produção de hidrogénio mais rentável e sustentável, reduzindo a utilização de matérias-primas críticas.

O hidrogénio verde é uma alternativa promissora aos combustíveis fósseis, permitindo a descarbonização de setores industriais cruciais. Pode ser convertido em eletricidade para uso no setor de transportes, como matéria-prima para a produção de metal ou pode ser queimado para produzir calor para uso na fabricação de cimento.

No entanto, um dos desafios na produção de hidrogénio verde é que os materiais necessários no processo são caros e difíceis de encontrar. Muitos deles foram designados como Matérias-Primas Críticas (MRCs) ou têm impactos ambientais negativos. Além disso, grandes investimentos e custos de eletricidade levam a custos de produção proibitivamente caros.

Um novo projecto financiado através da Parceria para a Transição de Energia Limpa procurará resolver esta questão através do desenvolvimento e demonstração de novas tecnologias para a produção eficiente de hidrogénio verde.

– As inovações contribuirão diretamente para o aumento da utilização de tecnologias de hidrogénio verde, ajudarão a Europa a atingir as suas metas de redução de emissões e aumentarão a experiência europeia em hidrogénio verde, afirma o investigador do SINTEF, Patrick Fortin.

O hidrogênio verde é produzido usando uma técnica chamada eletrólise da água. Neste processo, a eletricidade renovável é usada para dividir as moléculas de água em gás hidrogênio e oxigênio. Existem dois tipos principais de eletrólise em uso: alcalina e PEM (membrana de troca de prótons).

A tecnologia alcalina opera na Noruega há quase 100 anos (Fonte: nelhydrogen.com), enquanto a empresa spin-off da SINTEF, Hystar, é um exemplo de empresa norueguesa que se destina a produzir eletrolisadores PEM.

Atualmente, a “eletrólise da água por membrana de troca de prótons (PEMWE)” é a rota mais promissora para a produção de hidrogênio verde. Em comparação com a eletrólise alcalina tradicional, os eletrolisadores PEM têm desempenho superior e podem responder a mudanças rápidas no fornecimento de energia, tornando-os ideais para acoplamento com fontes de energia renováveis.

No entanto, a principal deficiência do PEMWE é que necessita de materiais caros e raros para superar o ambiente operacional hostil e, ao mesmo tempo, produzir gases de alta qualidade de forma segura.

Patrick Fortin, disse:

Todos os sistemas PEMWE comerciais de hoje dependem de materiais que levam a um alto custo do eletrolisador e foram identificados como matérias-primas críticas ou materiais com preocupações ambientais/de sustentabilidade.

Esses materiais são catalisadores de metais nobres e revestimentos protetores, placas bipolares à base de titânio e membranas à base de ácido sulfônico perfluorado (PFSA), disse Patrick Fortin.

Nas pilhas de eletrolisadores do projeto, a matéria-prima crítica, o titânio, é substituída por aço inoxidável e a carga de irídio é reduzida em 50%. Além disso, a substituição das membranas fluoradas melhorará a sustentabilidade, proporcionando uma produção de hidrogénio mais amiga do ambiente, a um custo significativamente reduzido.

“O principal objetivo do projeto é desenvolver e demonstrar uma pilha de eletrolisador de membrana de troca de prótons (PEM) com maior desempenho, custos reduzidos e maior sustentabilidade em comparação com os atuais sistemas eletrolisadores PEM”, diz Fortin.

As inovações serão testadas inicialmente em escala de laboratório antes de serem ampliadas com a ajuda dos parceiros industriais do projeto.

Tornando o hidrogênio verde ainda mais verde, 13 de agosto de 2023