Um novo método de extração de hidrogênio da água de forma mais eficiente pode ajudar a sustentar a captura de energia renovável na forma de combustível sustentável, cientistas dizem.

Em um novo jornal, publicado hoje no jornal Nature Communications , pesquisadores de universidades no Reino Unido, Portugal, A Alemanha e a Hungria descrevem como a pulsação da corrente elétrica através de um catalisador em camadas permitiu que quase dobrassem a quantidade de hidrogênio produzido por milivolt de eletricidade usado durante o processo.

Eletrólise, um processo que provavelmente é familiar para qualquer pessoa que estudou química no ensino médio, usa corrente elétrica para dividir as ligações entre os átomos de hidrogênio e oxigênio da água, liberando gás hidrogênio e oxigênio. Se a corrente elétrica para o processo de eletrólise é gerada por meios renováveis, como eólica ou solar, todo o processo não libera carbono adicional na atmosfera, sem contribuir para a mudança climática. O gás hidrogênio pode então ser usado como fonte de combustível com emissão zero em algumas formas de transporte, como ônibus e carros, ou para aquecimento de residências.

A pesquisa da equipe se concentrou em encontrar uma maneira mais eficiente de produzir hidrogênio por meio da reação de separação eletrocatalítica da água. Eles descobriram que eletrodos cobertos com um catalisador de telureto de molibdeno mostraram um aumento na quantidade de gás hidrogênio produzido durante a eletrólise quando um padrão específico de pulsos de alta corrente foi aplicado. Ao otimizar os pulsos de corrente através do eletrólito ácido, eles poderiam reduzir a quantidade de energia necessária para produzir uma determinada quantidade de hidrogênio em quase 50%.

Dr. Alexey Ganin, da Escola de Química da Universidade de Glasgow, dirigiu a equipe de pesquisa. Dr. Ganin disse:"Atualmente, o Reino Unido atende a cerca de um terço de suas necessidades de produção de energia por meio de fontes renováveis, e na Escócia esse número é de cerca de 80%.

“Os especialistas prevêem que em breve chegaremos a um ponto em que estaremos produzindo mais eletricidade renovável do que nossas demandas de consumo. da forma como está atualmente, o excesso de energia gerada deve ser usado conforme é produzido ou então vai para o lixo. É vital que desenvolvamos um conjunto robusto de métodos para armazenar a energia para uso posterior.

"As baterias são uma forma de fazer isso, mas o hidrogênio é uma alternativa muito promissora. Nossa pesquisa fornece um novo insight importante sobre a produção de hidrogênio a partir da eletrólise de forma mais eficaz e econômica, e estamos ansiosos para seguir este caminho promissor de investigação. "

Uma vez que o nível de intensificação catalítica é controlado por correntes elétricas, avanços recentes no aprendizado de máquina podem ser usados ​​para ajustar a sequência correta de correntes aplicadas para atingir a saída máxima. A próxima etapa da equipe é o desenvolvimento de um protocolo de inteligência artificial para substituir a entrada humana na busca pelas estruturas eletrônicas mais eficazes para uso em processos catalíticos semelhantes.

O papel, intitulado "A rápida ativação eletroquímica de MoTe2 para a reação de evolução de hidrogênio, "é publicado na Nature Communications.