Pesquisadores da Universidade de Washington em St. Louis alcançaram um avanço significativo no campo da energia renovável ao desenvolver um novo catalisador que dispensa metais do grupo da platina. A descoberta pode tornar o combustível de hidrogênio renovável mais barato, eficiente e viável para aplicações energéticas em larga escala.
O professor Gang Wu, líder da equipe de pesquisa na Escola de Engenharia McKelvey, explicou que o novo catalisador foi projetado especificamente para um eletrolisador de água com membrana de troca de ânions. Esta tecnologia utiliza eletricidade proveniente de fontes renováveis para separar a água em hidrogênio e oxigênio, produzindo combustível limpo sem emissões de carbono no processo.
A inovação central da equipe concentrou-se na substituição dos materiais à base de platina, tradicionalmente empregados em sistemas de produção de hidrogênio por eletrólise. Os pesquisadores utilizaram eletricidade renovável gerada a partir de energia solar, eólica ou hidrelétrica para impulsionar a separação das moléculas de água em seus componentes básicos.
Para construir o catalisador, a equipe combinou fosfeto de rênio e fosfeto de molibdênio em uma estrutura híbrida. Juntos, esses materiais criaram um composto altamente eficaz que otimizou significativamente o processo de extração de hidrogênio.
O componente de rênio desempenha papel crucial ao facilitar a fixação e liberação do hidrogênio na superfície do catalisador. Já o molibdênio acelera a divisão das moléculas de água no ambiente alcalino do eletrólito, aumentando a eficiência geral do sistema.
O novo catalisador foi emparelhado com um ânodo de ferro-níquel, e o sistema demonstrou desempenho superior aos cátodos de última geração baseados em metais do grupo da platina. Wu destacou que o catalisador operou por mais de 1.000 horas em densidades de corrente compatíveis com padrões industriais, tornando-se um dos cátodos sem platina mais duráveis já desenvolvidos para esse tipo de eletrolisador.
A durabilidade excepcional representa um marco importante para a viabilidade comercial da tecnologia. Sistemas de eletrólise industrial exigem catalisadores capazes de manter desempenho estável por longos períodos sob condições operacionais intensas.
Embora os experimentos tenham sido realizados em escala laboratorial, os pesquisadores planejam continuar investigando se a tecnologia pode ser ampliada para uso industrial. A eliminação da dependência de platina — metal raro e extremamente caro — pode reduzir drasticamente os custos de produção de hidrogênio verde.
O hidrogênio renovável é considerado peça-chave na transição energética global, especialmente para setores difíceis de descarbonizar como transporte pesado, aviação e indústria química. A pesquisa foi financiada pelo fundo de inicialização de Gang Wu na Universidade de Washington em St. Louis, conforme relatado pelo Science Daily.
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