Energia

Armazene energia solar como hidrogênio ou como eletricidade

Dispositivo armazena energia solar como hidrogênio ou como eletricidade
Protótipo do dispositivo híbrido de colheita de energia. [Imagem: Reed Hutchinson/UCLA]

Hidrogênio solar

Surgiu mais uma esperança de transformar a tão sonhada economia do hidrogênio em realidade.

Este pequeno dispositivo - que no futuro deverá ficar bem maior - usa energia solar para criar e armazenar energia de forma econômica e eficiente, podendo ser usado para produzir hidrogênio para carros elétricos.

As células de combustível a hidrogênio e os supercapacitores - um tipo de bateria que armazena mais energia e também a libera mais rapidamente - tipicamente possuem dois eletrodos: um positivo e um negativo.

Este novo dispositivo possui um terceiro eletrodo, que funciona tanto como um supercapacitor, armazenando energia, quanto como um dispositivo para quebrar a água em hidrogênio e oxigênio.

Todos os três eletrodos se conectam a uma única célula solar que serve como fonte de energia. Com isto, a energia elétrica coletada pela célula solar pode ser armazenada de duas maneiras: eletroquimicamente, no supercapacitor, ou quimicamente, como hidrogênio.

O aparelho é promissor porque produz hidrogênio usando catalisadores de níquel, ferro e cobalto, elementos muito mais baratos e abundantes do que a platina ou o ródio, que atualmente são usados para isso.

Dispositivo armazena energia solar como hidrogênio ou como eletricidade
Esquema de funcionamento do aparelho. [Imagem: Yasin Shabangoli et al. - 10.1016/j.ensm.2017.09.010]

Hidrogênio verde

Segundo o professor Richard Kaner, da Universidade da Califórnia em Los Angeles, combinar um supercapacitor e um dispositivo para fazer eletrólise da água em uma única unidade é semelhante ao que aconteceu quando um telefone, um navegador de internet e uma câmera foram integrados para dar origem aos smartphones.

"O hidrogênio é um ótimo combustível para veículos: é o combustível mais limpo que se conhece, é barato e não lança poluentes no ar - ele lança apenas água. Se você puder converter eletricidade em hidrogênio, você pode armazená-la indefinidamente," disse ele.

Mas a energia do hidrogênio não é verde a menos que o gás seja produzido a partir de fontes renováveis - hoje ele é extraído de derivados do petróleo.

A equipe projetou os eletrodos em nanoescala para garantir que a água será exposta à maior área superficial possível, o que aumenta a quantidade de hidrogênio que pode ser produzido e também resulta em maior carga no supercapacitor.

Embora o dispositivo caiba na palma da mão, Kaner garante que é possível construir versões maiores dele porque todos os componentes usados são baratos.

Bibliografia:

An integrated electrochemical device based on earth-abundant metals for both energy storage and conversion
Yasin Shabangoli, Mohammad S. Rahmanifar, Maher F. El-Kady, Abolhassan Noori, Mir F. Mousavi, Richard B. Kaner
Energy Storage Materials
DOI: 10.1016/j.ensm.2017.09.010




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