Descoberta forma de produzir hidrogénio sem gasto de energia

Cientistas descobriram uma nova forma de produzir hidrogénio, considerado o combustível do futuro por ser capaz de gerar eletricidade em células a combustível sem gerar qualquer tipo de poluente. A nova técnica produz hidrogénio puro sem consumir energia.

Produção de hidrogénio

Hoje, praticamente a totalidade do hidrogénio  é produzido a partir do gás natural, um combustível fóssil como o petróleo, o que anula seus benefícios ambientais, além de sair caro demais.

Os pesquisadores das universidades Penn State e Virginia, nos Estados Unidos, descobriram como produzir hidrogénio  mergulhando aglomerados de átomos de alumínio em água. Os aglomerados quebram as moléculas de água, produzindo hidrogénio e oxigénio.

A quebra da molécula de água também pode ser feita por meio de electrólise, mas o processo consome mais energia do que produz.

Aglomerados de alumínio

Os pesquisadores descobriram que, além das propriedades eletrónicas dos aglomerados de alumínio, o seu formato é essencial na reação com a água.

“Nossas pesquisas anteriores sugeriam que eram as propriedades eletrónicas que governavam tudo sobre esses aglomerados de alumínio, mas este novo estudo mostrou que é o arranjo dos átomos no interior dos aglomerados que faz com que eles quebrem as moléculas de água,” explica o professor A. Welford Castleman Jr.

Reacção espontânea

A molécula de água liga-se entre dois pontos do aglomerado de alumínio, com um dos pontos funcionando como um ácido de Lewis – um centro positivamente carregado que aceita um elétron – e o outro ponto funcionando como uma base de Lewis – um centro negativamente carregado pronto para ceder um elétron.

O alumínio ácido de Lewis liga-se ao oxigênio da molécula de água e o alumínio base de Lewis dissocia o átomo de hidrogênio. Se o processo ocorrer uma segunda vez, envolvendo dois outros átomos de alumínio, restarão dois átomos de hidrogênio, que se ligarão para formar uma molécula de hidrogênio na forma de gás (H2).

Produção de hidrogénio sem gasto de energia

O hidrogénio  é produzido a temperatura ambiente. “A capacidade para produzir hidrogénio a temperatura ambiente é importante porque significa que nós não usamos nenhum tipo de calor ou energia para disparar a reação,” afirmam os pesquisadores.

A descoberta é importante não apenas para a produção de hidrogénio, mas também por abrir caminho para uma nova abordagem na produção de catalisadores, que poderão ser desenvolvidos para quebrar outras moléculas.

Reciclagem dos aglomerados de alumínio

Agora os pesquisadores querem descobrir como reciclar os aglomerados de alumínio para que eles possam ser reutilizados continuamente, abrindo a possibilidade de uso prático da nova tecnologia.

A reciclagem consistirá em uma forma para retirar o grupo hidroxila (OH-) que fica ligado aos aglomerados de alumínio depois que a molécula de hidrogénio é liberada.