Enquanto a Europa lida com a transição para a energia limpa, cientistas da União Europeia estão aproveitando o poder escaldante do sol para produzir hidrogênio renovável. Em um canto remoto da Espanha, um local de teste solar atingiu silenciosamente temperaturas de 1.400 °C, alimentando esperanças de uma descoberta revolucionária na corrida contra as mudanças climáticas.
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Expectativas altas
- Os níveis de calor impressionantes foram alcançados na Plataforma Solar de Almería, onde espelhos direcionam a abundante luz solar da região para um pequeno ponto em uma torre de 43 metros.
- A estrutura utiliza energia solar para gerar essas altas temperaturas.
- Pesquisadores da União Europeia acreditam que essa plataforma, o maior centro de testes da Europa para tecnologias solares concentradas, pode ser fundamental para a geração de hidrogênio renovável.
- Esse tipo de energia, assim como painéis solares e turbinas eólicas, poderia ajudar a Europa e outras partes do mundo a abandonar os combustíveis fósseis, que emitem gases de efeito estufa, incluindo CO₂, que aceleram o aquecimento global.
- “Precisamos de energia limpa real, que beneficiaria a todos”, afirmou Souzana Lorentzou, engenheira química do Centro de Pesquisa e Tecnologia Hellas em Tessalônica, Grécia, ao Tech Xplore.
- O hidrogênio poderia impulsionar as economias verdes em todo o mundo, pois gera quase nenhum gás de efeito estufa quando queimado e pode alimentar indústrias difíceis de descarbonizar, que vão desde a produção de aço até a aviação.
- A energia renovável, incluindo o hidrogênio limpo, é um pilar da estratégia REPowerEU para abandonar os combustíveis fósseis russos nesta década e do “Pacto Verde” para tornar a UE neutra em carbono até 2050.
O desafio para esta conquista
O problema é que o processo de produção de hidrogênio em si frequentemente envolve fontes de energia, como gás natural e carvão, que emitem CO₂. Na Europa, em 2022, 96% de toda a produção de hidrogênio provinha do gás natural.
De fato, já existe uma maneira relativamente fácil de criar hidrogênio limpo. É um método que utiliza uma corrente elétrica de uma fonte de energia renovável para separar a água em hidrogênio e oxigênio. O processo, chamado eletrólise, pode até ser realizado em experimentos de ciências do ensino médio.
Mas tal processo ainda não se popularizou amplamente devido a barreiras de custo. Apenas 4% da produção global de hidrogênio no final de 2021 veio da eletrólise, de acordo com a Agência Internacional de Energia Renovável. E apenas 1% foi produzido por meio da eletrólise alimentada por energia renovável.
O Sol como fonte de Hidrogênio
Pesquisadores na Europa afirmam que buscar o Sol como fonte de mais maneiras de criar hidrogênio renovável faz sentido. Os raios solares e o calor que eles geram podem se revelar uma maneira ideal de produzir hidrogênio limpo. Nenhuma eletricidade seria necessária, apenas a luz solar.
Nossa tecnologia é construída sobre um sistema existente — uma usina solar concentrada. E se, além da eletricidade, essas usinas também pudessem produzir hidrogênio verde como um bônus?
Souzana Lorentzou ao Tech Xplore
A produção de hidrogênio atualmente causa mais de 800.000 milhões de toneladas de emissões de CO₂, ou cerca de 2% do total global dessas emissões, de acordo com Marcel Boerrigter, pesquisador principal do Centro Tecnológico Leitat em Barcelona, Espanha. “Se pudermos tornar isso mais verde, podemos evitar uma quantidade enorme de emissões”, afirmou ele.
Aliados na pesquisa
Boerrigter na Espanha e Lorentzou na Grécia compartilham o objetivo de encontrar maneiras de gerar hidrogênio de zero emissões, e cada um lidera um projeto de pesquisa que recebeu financiamento da União Europeia para alcançar esse objetivo.
É aí que entra a torre solar em Almería — uma área que abriga o único deserto interno da Europa, o Tabernas, com mais de 3.000 horas de sol por ano. O projeto de Lorentzou utiliza o calor extremo da torre para iniciar processos químicos em um reator que transformam a água em hidrogênio limpo, sem o uso de eletricidade.
Chamado HYDROSOL-beyond, a iniciativa é a mais recente de uma série de projetos sobre a produção de hidrogênio solar a partir da separação da água. Começou em janeiro de 2019 e está previsto para ser concluído no final de 2023.
O projeto de Boerrigter utiliza a luz do sol, além de seu calor, para dar início a um processo de criação de hidrogênio limpo. A iniciativa, chamada GH2, tem duração de três anos até o final de setembro de 2025.
Redução de riscos
A eletricidade é um grande fator de custo na produção de hidrogênio verde atualmente. Nosso método elimina a necessidade dela.
Marcel Boerrigter ao Tech Xplore
Embora promissora, a ideia de criar hidrogênio apenas a partir do calor ou dos raios solares levará mais tempo para se concretizar devido a desafios tecnológicos persistentes. Essas barreiras destacam o papel da pesquisa, incluindo projetos financiados pelo poder público, que assume riscos muitas vezes evitados por empresas com fins lucrativos.
A tecnologia HYDROSOL-beyond está em desenvolvimento há cerca de 20 anos. Embora muitos avanços tenham sido feitos durante esse período, Lorentzou ainda não tem certeza de quando a implantação em larga escala começará.
“Este é o quinto projeto da série”, ela disse. “Eu vi a tecnologia evoluir de algo que construiríamos em um laboratório para instalações em pequena escala, até o sistema muito grande em que estamos agora.”
Trabalho em andamento
Lorentzou disse que mais cinco anos de ajustes tecnológicos, incluindo do reator em Almería, podem ser necessários. “Identificamos vários desafios ao construir uma instalação em uma escala tão grande”, disse ela. “Precisamos, por exemplo, mudar o design do reator para torná-lo mais durável. Essa é nossa prioridade agora.”
Quanto à tecnologia por trás do GH2, ela ainda está no laboratório e relativamente distante de quaisquer aplicações comerciais. Lá, os pesquisadores precisam aprimorar os processos químicos antes que eles possam ser escalados e usados no mundo real.
“Provavelmente levará cerca de 10 a 20 anos antes que essa tecnologia atinja um estágio comercial”, disse Boerrigter. “Isso pode parecer lento, mas estamos avançando rapidamente considerando o estágio inicial em que estamos.”
Os dois, além de outros pesquisadores, afirmam que o objetivo de gerar hidrogênio limpo usando o sol pode ajudar a evitar mudanças climáticas catastróficas nas próximas décadas. “Com esta tecnologia, estamos reduzindo as emissões de CO₂, criando hidrogênio verde e não consumindo mais eletricidade”, disse Boerrigter. “Estamos movendo várias pedras ao mesmo tempo.”
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