Engenheiros do MIT desenvolvem método inovador para produzir hidrogênio verde através do Sol. Sistema pode alcançar eficiência 37% maior que os outros métodos convencionais.

Engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) desenvolveram um projeto revolucionário que pode utilizar de forma eficiente a energia solar para a produção de hidrogênio verde, ou seja, livre de carbono.

Através do sistema de reatores, parecidos com um trem, impulsionado exclusivamente pelo Sol, a equipe busca gerar hidrogênio termoquímico solar de forma eficiente, separando a água e gerando o combustível limpo que pode ser utilizado para alimentar caminhões, navios e aviões de longo alcance, sem causar emissão de gases de efeito estufa.

Engenheiros do MIT realizam grande avanço com o hidrogênio termoquímico

Atualmente, a produção de hidrogênio é realizada principalmente através de processos que envolvam gás natural e outros combustíveis fósseis, tornando o combustível verde mais uma fonte de energia cinza quando considerado desde a produção até o uso final.

Por outro lado, o hidrogênio termoquímico solar disponibiliza alternativa totalmente livre de emissões, visto que depende inteiramente de energia solar renovável para a produção de hidrogênio. Entretanto, os projetos deste combustível existentes possuem uma eficiência limitada, utilizando apenas cerca de 7% da luz solar recebida para gerar hidrogênio, além de terem alto custo.

Engenheiros do MIT conseguiram um grande avanço nesse sentido. Segundo o Tech Xplore, a equipe estima que seu projeto possa aproveitar até 40% do calor do Sol para gerar quantidade ainda maior de hidrogênio, reduzindo consideravelmente o custo do sistema.

Isso tornaria o hidrogênio termoquímico solar uma opção potencialmente escalável e acessível para ajudar na descarbonização da indústria de transporte. 

Para otimizar o processo de produção do combustível, os engenheiros do MIT utilizam um sistema de reatores parecido com um trem de caixa, que atua em pista circular ao redor de fonte de calor solar existente, como uma torre de concentração de energia.

Entenda como o hidrogênio termoquímico é produzido

Cada reator contém um metal que passa por reação termoquímica reversível, parecida com o enferrujamento do ferro na presença de água. No primeiro estágio, a água em forma de vapor é exposta ao metal, que remove o oxigênio do vapor deixando o hidrogênio para trás.

Em seguida, o metal oxidado é aquecido a vácuo para reverter o processo de enferrujamento, regenerando o metal. Com o oxigênio removido, o metal é resfriado e exposto novamente ao vapor para gerar mais hidrogênio. Esse processo pode ser reproduzido centenas de vezes.

Um dos desafios enfrentados pelos projetos anteriores de hidrogênio termoquímico solar era lidar com o calor liberado pelo reator durante o resfriamento. Entretanto, o projeto incorpora várias soluções que economizam energia para superar esse obstáculo. Por exemplo, os reatores em lados opostos da pista circular podem trocar o calor por radiação térmica, mantendo o calor dentro do sistema.

Além disso, um segundo conjunto de reatores circularia ao redor do primeiro, movendo-se na direção oposta e operando em temperaturas mais baixas. Esse segundo conjunto de reatores é utilizado para retirar oxigênio dos reatores internos, dispensando o uso de bombas mecânicas. Desta forma, o sistema atua de forma contínua, gerando hidrogênio e oxigênio puros separadamente.

Engenheiros do MIT alcançam eficiência de 40%

Os engenheiros do MIT realizaram simulações detalhadas do projeto conceitual, comprovando o aumento significativo na eficiência da produção de hidrogênio termoquímico solar. Os resultados comprovaram que é possível alcançar uma eficiência de até 40%, em comparação com os 7% dos projetos anteriores.

A próxima etapa é desenvolver um protótipo do sistema, que será testado em instalações de energia solar concentrada nos laboratórios do Departamento de Energia. Uma vez totalmente instalado, o sistema poderia ser utilizado em um pequeno prédio no meio de um campo solar, com a possibilidade de incluir vários trens com cerca de 50 reatores cada um.