Hidricidade: Usar hidrogênio para armazenar energia do Sol

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/01/2016

As usinas termossolares já são bem conhecidas - a novidade está em sua integração com o hidrogênio.
[Imagem: University of Colorado]

Armazenar o sol no hidrogênio

Em busca de fontes limpas de energia e de abrir caminho para uma economia sustentável, pesquisadores estão propondo um novo conceito que eles batizaram de "hidricidade".

A ideia é juntar a geração de eletricidade a partir da energia solar com a produção de hidrogênio a partir de água superaquecida, obtendo uma produção de energia 24 horas por dia, sete dias por semana.

Trata-se de uma versão voltada para a energia solar comparável às diversas opções conhecidas como "armazenar o vento", estas voltadas para a energia eólica.

"O conceito de hidricidade que propomos representa uma potencial solução inovadora de geração contínua e eficiente de energia," disse o professor Rakesh Agrawal, da Universidade Purdue, nos EUA, coordenador do projeto. "O conceito proporciona uma excelente oportunidade para vislumbrar e criar uma economia sustentável para atender a todas as necessidades humanas, incluindo alimentos, químicos, transporte, aquecimento e eletricidade."

A produção de hidrogênio com energia solar é uma das grandes esperanças para mudar a matriz energética mundial, embora a tão difundida Economia do Hidrogênio encontrou mais entraves do que se esperava.
[Imagem: Peter Allen]

Eficiência e comparações

"A eficiência global sol-para-eletricidade do processo hidricidade, na média de um ciclo de 24 horas, chega próximo dos 35%, o que é quase a eficiência alcançada usando as melhores células fotovoltaicas juntamente com baterias," disse Emre Gençer, principal idealizador do conceito de hidricidade.

"Em comparação, o nosso processo armazena energia termoquimicamente de forma mais eficiente do que os sistemas de armazenamento de energia convencionais, o hidrogênio coproduzido tem usos alternativos nas indústrias petroquímicas, químicas, transporte e, ao contrário das baterias, a energia armazenada não descarrega com o tempo e o meio de armazenamento não degrada com usos repetidos," acrescentou Gençer.

Hidricidade

A hidricidade usa concentradores solares para focalizar a luz solar, gerar altas temperaturas e sobreaquecer a água, produzindo vapor para alimentar uma série de turbinas para geração de eletricidade, além de reatores para a separação da água em hidrogênio e oxigênio.

Os concentradores solares já são largamente usados, mas é a primeira vez que eles são pensados em conjunto com a produção de hidrogênio.
[Imagem: Rehnu]

Os concentradores já são largamente usados em usinas termossolares, que aproveitam o calor do Sol, e não a luz, como fazem os painéis fotovoltaicos - há também concentradores para células solares, mas trata-se de uma tecnologia diferente.

Já o sobreaquecimento envolve aquecer a água muito além do seu ponto de ebulição - no caso proposto, entre 1.000 e 1.300 graus Celsius - gerando um vapor de alta temperatura adequado tanto para rodar turbinas com alta eficiência, como também para operar reatores solares para dividir a água em hidrogênio e oxigênio.

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O hidrogênio seria armazenado para utilização durante a noite, sendo queimado para sobreaquecer a água e manter toda a usina funcionando. O excedente também pode ser utilizado para qualquer outra aplicação, já que ele não gera emissões de gases de efeito estufa, podendo ser usado sobretudo em células a combustível.

"Tradicionalmente, a geração de eletricidade e a produção de hidrogênio foram estudadas isoladamente, e o que fizemos foi integrar sinergicamente estes processos e, ao mesmo tempo, melhorá-los," disse Agrawal.

O sistema foi simulado utilizando modelos computadorizados, e agora os pesquisadores esperam obter apoio para adicionar um componente experimental para a pesquisa, com a construção de protótipos e, a seguir, plantas-piloto de hidricidade.

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