Hidrogênio verde e água potável usando apenas água do mar? Entenda

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Uma equipe liderada pela Universidade Cornell desenvolveu um sistema inovador, de baixo custo e movido a energia solar, capaz de produzir hidrogênio verde e água potável diretamente da água do mar.

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O dispositivo, chamado HSD-WE (destilação solar-eletrólise da água), representa um marco tecnológico ao unir sustentabilidade energética e acesso à água limpa em uma solução integrada.

A pesquisa, que envolveu cientistas do MIT, da Universidade Johns Hopkins e da Universidade Estadual de Michigan, foi publicada na revista Energy & Environmental Science.

Produção de baixo custo

O protótipo, com apenas 10 cm², consegue produzir 200 mililitros de hidrogênio por hora com eficiência energética de 12,6%, utilizando luz solar natural.

A estimativa dos pesquisadores é de que a tecnologia possa, em até 15 anos, reduzir o custo do hidrogênio verde para cerca de US$ 1 por quilo — valor considerado chave para viabilizar a transição global para energia limpa e atingir as metas de emissões líquidas zero até 2050.

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O professor Lenan Zhang, da Escola de Engenharia Mecânica e Aeroespacial da Cornell, destaca que a inovação resolve dois desafios globais simultâneos: a demanda por energia limpa e o acesso à água potável.

“A energia e a água são essenciais, mas frequentemente há uma troca entre as duas. Criamos essa tecnologia para romper esse ciclo”, explicou.

Como o hidrogênio verde é obtido

• Tradicionalmente, o hidrogênio verde é obtido por eletrólise da água deionizada — um processo caro devido à alta pureza exigida da água.
• A nova abordagem usa água do mar, recurso abundante e gratuito, e aproveita quase toda a energia solar captada, inclusive o calor desperdiçado pelas células fotovoltaicas convencionais, para aquecer a água e promover sua evaporação.
• Esse calor residual aquece uma fina película de água em contato direto com o painel solar, graças à ação da capilaridade, o que aumenta a eficiência da evaporação para mais de 90%.
• O vapor de água é então condensado e enviado para um eletrolisador que separa o hidrogênio do oxigênio.

Além de gerar hidrogênio limpo, o sistema também produz água potável — um benefício adicional em um mundo onde cerca de dois terços da população sofre com escassez hídrica. “Conseguimos dois resultados com um único sistema”, afirmou Zhang.

A tecnologia também abre portas para resfriar painéis solares com água do mar, prolongando sua vida útil e eficiência, além de possibilitar a instalação em larga escala em parques solares costeiros.

“Queremos soluções com baixa emissão de carbono, custo acessível e amplo alcance. Esta é uma tecnologia promissora com enorme potencial de adoção”, concluiu Zhang.