USP e UFSCar: produção e armazenamento de hidrogênio

USP e UFSCar pesquisam maneiras de produzir e armazenar hidrogênio

Estudiosos de São Carlos querem gerar elemento sem liberação de gases.

Pesquisadores também buscam reduzir os riscos de explosão no transporte.

Pesquisadores das universidades públicas de São Carlos (SP) estudam como tornar viável a produção de hidrogênio a partir de recursos naturais e buscam formas de armazenamento e transporte mais seguras, sem riscos de explosão. Atualmente, é comum a produção do elemento por meio do gás natural, mas o processo libera substâncias poluentes e os estudiosos da Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) tentam encontrar alternativas a esse método e chegar a opções mais limpas.

Três grupos de pesquisa estudam o hidrogênio na cidade. Um deles, da UFSCar, trabalha desde 2004 com a produção do gás, utilizando para isso um equipamento que simula a luz do sol e um reator com uma placa de vidro banhada com óxido de ferro, a ferrugem.

A luz incide na placa com o óxido e ocorre uma reação química. A molécula de água é quebrada, separando dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, um processo chamado pelos pesquisadores de fotossíntese artificial. “As plantas pegam a energia solar, mais o gás carbônico, e convertem em alimento, que é a glicose, gerando também o oxigênio como subproduto. Aqui a gente tem uma similaridade. Estamos pegando energia solar e estocando essa energia na forma de hidrogênio”, explicou o pesquisador Edson Leite, do Departamento de Química.

São Bernardo do Campo (SP) já testa ônibus movidos a hidrogênio.

Outro grupo, também da UFSCar, se debruça sobre o armazenamento e o transporte do hidrogênio, preocupações que dificultam a adoção do elemento como combustível devido ao risco de explosão. Na pesquisa, o elemento é convertido de gasoso para sólido, diminuindo os riscos de acidente.

Os pesquisadores criaram uma pastilha, feita à base de magnésio, que absorve hidrogênio. Eles reúnem pequenos pedaços do metal e colocam em um aparelho que transforma os fragmentos em pó. Em seguida, em uma câmara a vácuo, ele é manuseado para se aglomerar.

“A esponja absorve água à temperatura ambiente. O magnésio na forma de pastilha absorve hidrogênio quando aquecido a 100 °C, 150 °C. Cada átomo de magnésio absorve dois átomos de hidrogênio. Depois, para liberar, é o mesmo sentido. É só aquecer que ele libera dois átomos de hidrogênio para cada átomo de magnésio”, afirmou o pesquisador Tomaz Ishikawa, do Departamento de Engenharia de Materiais.

Segundo o professor, a grande vantagem do procedimento é a segurança. “À medida que aquece, o hidrogênio é liberado, não é como em um cilindro convencional, quando o gás hidrogênio fica sob pressão. No estado sólido não há perigo de explosão”.

Pastilha de magnésio absorve hidrogênio com o aumento da temperatura.

Mas para que possa ser usado como combustível, o hidrogênio precisa ser transformado em energia elétrica. Para isso, seja nos carros, nos ônibus ou até em estações espaciais, são usados equipamentos com pequenos componentes que funcionam como uma pilha. Quanto melhor for o material usado nesses eletrodos, mais corrente elétrica é gerada e melhor o resultado. Essa é a pesquisa realizada no Instituto de Química (IQSC) da USP.

Os pesquisadores criaram um protótipo de gerador que funciona acoplado ao motor elétrico de um carro.  Em um dos tubos vai hidrogênio, para formar o polo negativo da pilha. No outro, o oxigênio, para criar o polo positivo. Pelo computador, eles medem a força da corrente elétrica que é gerada e testam diferentes materiais para reduzir o custo dos eletrodos, que usam a platina, um metal caro e raro.

“Nosso estudo é muito voltado ao desenvolvimento de catalisadores alternativos à platina e a melhorar o desempenho da própria platina, com a inclusão de aditivos que aumentam a eficiência, permitindo usar quantidades menores”, afirmou Edson Ticianelli, pesquisador do IQSC.

Ele explicou que com 2 g de hidrogênio é possível gerar uma quantidade de energia equivalente a 100 g de gasolina. “É muito mais eficiente”, comentou. E tudo isso, como resumiu o professor Edson Leite, de uma forma limpa. “Sem queima de petróleo e sem queima de gás natural”.

Elemento é manipulado por pesquisador da UFSCar em câmara a vácuo. (g1)