O valor energético do hidrogênio é 39,4 kWh por quilograma, mas criá-lo com um eletrolisador atual custa cerca de 52,5 kWh. Uma empresa australiana chamada hysata afirma que sua nova célula reduz o custo de energia para 41,5 kWh e bate recordes de eficiência, além de ser mais barato de instalar e operar.
A empresa promete hidrogénio verde a cerca de 1,50 euros por quilograma dentro de alguns anos. A pesquisa é publicada na revista de acesso aberto Natureza das Comunicações.
Eficiência: grande obstáculo para o hidrogênio
Uma maior eficiência permitiria armazenar mais energia e apoiaria o reabastecimento rápido: por outras palavras, tornaria o hidrogénio competitivo e difundido no mercado.
Se a nova tecnologia de eletrolisador da Hysata cumprir o que promete, a eficiência do processo de eletrólise aumentará significativamente, fazendo melhor uso da preciosa energia limpa. Este equipamento pode, na verdade, reduzir o preço do H2 verde até ao ponto em que este se torne competitivo com o hidrogénio sujo ou mesmo com os combustíveis fósseis.
Como funciona um eletrolisador hoje?
Nas primeiras versões, o ânodo e o cátodo estavam imersos no eletrólito, causando a formação de bolhas ao seu redor. Na década de 70, a eletrólise com intervalo zero conectou o ânodo e o cátodo diretamente à membrana de separação, alcançando maior eficiência (com bolhas apenas de um lado). O método da membrana eletrolítica polimérica (PEM), desenvolvido pela primeira vez na década de 70 e no início da década de 80, permitiu progressivamente que o lado catódico de uma bateria operasse sem eletrólito. Isso aumentou ainda mais a eficiência ao produzir gás hidrogênio sem borbulhá-lo em um líquido. Mas ainda não é suficiente.
Como funciona o dispositivo eletrolisador Hysata?
A célula eletrolisadora de Hysata leva as coisas para o próximo nível, e talvez final. Um reservatório na parte inferior da célula mantém o eletrólito fora de contato com o ânodo e o cátodo até que ele seja puxado através de um separador intereletrodo poroso e hidrofílico usando ação capilar. O eletrólito, portanto, tem contato direto com os eletrodos, mas apenas de um lado, e tanto o hidrogênio quanto o oxigênio são produzidos diretamente, sem que bolhas atrapalhem.
A resistência é ainda mais reduzida quando nenhuma água é retirada do lado do eletrodo que está liberando gás, de modo que os dois não se atrapalhem e, à medida que a água é eletrolisada para fora do separador, a ação capilar a puxa para cima do tanque para substituí-lo.
A equipe Hysata afirma que seu eletrolisador “capilar” tem eficiência recorde de 98%, muito superior ao de um "eletrolisador comercial de membrana polimérica", que atingiu eficiência de 83%. A tecnologia também reduz custos adicionais: não há necessidade de circulação de líquido, nem de tanques que separam gás e líquido, nem de bombas, nem de acessórios.
Adicione todos os componentes, a eficiência geral é de 95%. O seu “custo” energético é de 41,5 kWh/kg. A eficiência média de qualquer outro eletrolisador é de 75%.
O que pode mudar com este sistema
Para os produtores de hidrogénio, um eletrolisador como este poderia reduzir significativamente os custos de capital e operacionais da produção de hidrogénio verde. Uma transição memorável, como a transição para a partida elétrica a partir do motor de combustão.
O CEO da Hysata Paul Barret, afirma que a empresa comercializará a tecnologia e “capacidade de produção de hidrogênio em grande escala até 2025”. A Hysata está construindo uma planta piloto para produzir o eletrolisador e fará diversas contratações este ano.
Um grande golpe no contexto de uma verdadeira “corrida do ouro verde”. A competição para trazer hidrogénio para oeconomia verde liga, e um eletrolisador mais barato e eficiente estaria em grande demanda.