Hidrogênio verde: MS a todo vapor na produção do combustível do futuro 514p3e
Projetos da UFMS e do ISI Biomassa promovem soluções para produção de hidrogênio a partir de recursos energéticos renováveis 4v4s3i
Mato Grosso do Sul tem uma meta ousada para os próximos anos: zerar até 2030 as emissões de CO2, mais conhecido como gás carbônico, nos setores que movem a economia do estado. Enquanto o mundo sofre as consequências do aquecimento global, autoridades e cientistas lutam para encontrar maneiras de reduzir o responsável pelo efeito estufa.
Justamente por isso, várias frentes de trabalho surgem para encontrar meios de reduzir efetivamente a poluição. Entre as soluções mundiais, uma se destaca e vem sendo amplamente estudada aqui: a produção do hidrogênio verde (H2V), chamado de combustível do futuro.
Usar o hidrogênio como combustível não é novidade. Essa tecnologia é usada há décadas pela Nasa para impulsionar as espaçonaves. O problema é que ele só existe em combinação com outros elementos químicos (como a água, por exemplo) e a separação é feita basicamente com a queima de combustíveis fósseis, o que emite CO2, ou seja, contribui diretamente para o efeito estufa.
Mas a necessidade de mudança dos últimos anos tem tornado também essa produção “limpa”. Em vez de combustíveis fósseis, a energia para separar os elementos químicos, agora, vem da natureza: do sol, da força da água e do vento, sem qualquer emissão de gás carbônico no processo.
Do sol surge a solução 2f6e2p
Em Mato Grosso do Sul, os esforços para encontrar um meio de produzir o hidrogênio verde de maneia fácil e barata vêm de muitos lados. Hoje, a tecnologia para isso é cara porque exige muita energia.
Por isso, dentro de um dos laboratórios da UFMS (Universidade Federal de Mato Grosso do Sul), pesquisadores, professores e estudantes trabalham incansavelmente para produzir um protótipo que vai permitir a energia solar para converter água em hidrogênio.
“Todos nós sabemos que o mundo precisa descarbonizar. Nós não podemos mais nos locomover usando fontes de combustíveis fósseis e o hidrogênio é visto como o combustível do futuro por vários motivos. Por ter um excelente poder de combustão, ou seja, ele consegue gerar uma força através da combustão muito maior do que a gasolina, o etanol e o diesel. Além disso, a queima não gera hidrocarboneto, então não polui, não gera gases, não contribui para a elevação da temperatura atmosférica”, explica o professor doutor Heberton Wender, coordenador do SisH2 (Sistema Brasileiro de Laboratórios de Hidrogênio) da UFMS.
O grupo de pesquisa da universidade é um dos 12 no país que recebem investimento do governo federal para desenvolver uma saída que torne a produção do combustível do futuro viável em grande escala. Para isso, terá três anos.
No entanto, em meses de pesquisa, os resultados começam a aparecer. Hoje, o foco do SisH2 é usar mecanismos para que a energia captada pelas conhecidas placas solares sirva também para a quebra dos elementos químicos da água.
“O Brasil tem água em extrema abundância e tem irradiação solar. Então nós temos a faca e o queijo na mão, como diz o mineiro. Talvez seja só achar o método e vias para tonar isso economicamente viável. É isso que fazemos aqui nesse laboratório”, afirma Heberton Wender.
Na UFMS, dois dispositivos se destacam. Um deles funciona com um núcleo que recebe água e compostos químicos em pó. Ele então é submetido à luz solar e assim é feita a separação do H2O. O hidrogênio então é retirado para uso. (assista ao vídeo abaixo)
No segundo processo, são colocadas placas de vidro com fotoeletrodo, expostas à luz do sol, para aumentar a eficácia da eletrólise da água – termo técnico para a decomposição do H2O por meio de corrente elétrica. (assista ao vídeo abaixo)
Biomassa, um outro caminho 2c711y
A produção do hidrogênio verde em Mato Grosso do Sul não fica restrita à energia solar. Em Três Lagoas, cidade a 311 quilômetros de Campo Grande, o ISI Biomassa (Instituto Senai de Inovação em Biomassa) já desenvolve o combustível do futuro através da biomassa.
Lá, os resíduos agrícolas e industriais são utilizados para a fabricação de hidrogênio. Por serem elementos que tinham o descarte como destino, a produção se torna limpa e sustentável.
A chefe de Pesquisa do ISI Biomassa, Layssa Aline Okamura, ressalta que a ideia principal é estabelecer o instituto como referência no desenvolvimento de tecnologias inovadoras para produção de H2musgo (que basicamente é o biohidrogênio proveniente de biomassa).
“Estamos em processo de implementação de um parque de plantas piloto de demonstração, totalmente customizadas para produção eficiente de hidrogênio a partir de matérias-primas como o biogás, etanol e biomassas dos mais diferentes tipos. Estas plantas são inéditas no Brasil para a demonstração de tecnologias de reforma termocatalítica, tecnologia em desenvolvimento e que será adequada às condições e biomassas locais. Ela permitirá viabilizar a produção e aplicação do hidrogênio verde musgo, seja para produção de fertilizantes e químicos verdes, assim como para produção de combustíveis renováveis auxiliando os mais diversos setores no processo de descarbonização de suas cadeias produtivas”, detalha Layssa.
No ISI Biomassa, que tem parceria até com instituto Fraunhofer UMSICHT da Alemanha, também está sendo instalado um sistema de coeletrólise com tecnologias de células eletrolíticas e a combustíveis (Solid Oxide Cell) para produção de hidrogênio verde e geração de químicos verdes.
“Esses equipamentos serão trazidos ao Brasil pelo Senai MS para que sejam devidamente desenvolvidos e a tecnologia possa ser disseminada e implementada industrialmente no Brasil”, pontua a chefe de pesquisa do ISI Biomassa, que integra o projeto H2Brasil e a ABH2 (Associação Brasileira do Hidrogênio).
A mudança na prática g441q
Mas a pergunta que fica mesmo é: como isso vai mudar a vida do sul-mato-grossense?
O hidrogênio verde será uma saída para a redução das emissões de CO2 em processos industriais, na geração de energia elétrica e no transporte. E isso vai gerar reflexos em outros setores.
Por exemplo, os fertilizantes são essenciais para a produção agrícola. Hoje, eles custam caro, em parte, por causa do hidrogênio usado na produção de amônia, que é um dos ingredientes.
Com Mato Grosso do Sul se tornando referência em hidrogênio verde, a expectativa é que os preços dos produtos – desde a amônia, depois os fertilizantes e por fim o produto final – tenham uma redução significativa nos valores. É o que explica o professor doutor Cauê Martins, coordenador-adjunto do Sistema Brasileiro de Laboratórios de Hidrogênio da UFMS.
“Por isso, outro ponto de impacto muito importante ligado ao hidrogênio verde para a população é o setor de alimentos. Por exemplo, a produção de fertilizantes exige um reagente chamado amônia. Para produzir a amônia precisa de hidrogênio. A etapa mais cara para produzir a amônia é a produção de hidrogênio. Então o Brasil, com toda essa fonte de energia, com todo esse sol que a gente tem, pode converter a energia solar na produção de hidrogênio verde para plantas de produção de amônia e plantas de produção de fertilizantes”.
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No fim da cadeia produtiva está o transporte das cargas.
A emissão de gases de efeito estufa está diretamente ligada ao consumo de combustível dos veículos automotores. Por isso, a substituição dos combustíveis fósseis pelo hidrogênio verde nas frotas das empresas contribuiria de forma significativa na redução da poluição.
“O transporte pode operar com uma tecnologia chama célula combustível, que é o equivalente a um veículo elétrico, mas em vez de ligá-lo em uma tomada, você armazena o hidrogênio e o veículo vai operar apenas com o hidrogênio armazenado e o oxigênio do ar. O veículo vai operar e o único subproduto é a água em estado gasoso que sai do escapamento”, destaca Cauê Martins.
Célula combustível é uma bateria em que ocorre o fornecimento contínuo de energia, alimentada com gases.
Hoje, o principal problema dessa tecnologia é o valor. Os veículos novos precisam ser adaptados, fora o alto custo do hidrogênio, que depende do avanço das pesquisas para ser barateado.
Com a estrutura pronta e a produção limpa em larga escala, as cidades devem receber “postos de hidrogênio”. Na prática, o posto vai ser muito parecido com o atual: mas em vez de combustível, os “tanques” serão abastecidos com hidrogênio verde.
A criação desse ponto também está nos planos da UFMS e já foi aprovada dentro dos investimentos do Sistema Brasileiro de Laboratórios de Hidrogênio.
“A gente propôs, ao final do projeto, acoplar nosso dispositivo campeão em placas solares e fazer uma miniestação de abastecimento de hidrogênio verde. É tipo um solar, ele é feito de várias células pequenininhas que ligadas uma a outra formam um grandão. Vamos fazer isso, um de dispositivos conversores de luz solar para hidrogênio”, relata Heberton Wender, coordenador do SisH2.
É a ciência trabalhando para transformar a economia e a vida dos sul-mato-grossenses.
