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Inovação revolucionária: cientistas utilizam água do mar, latas de refrigerante e cafeína para gerar gás hidrogênio verde, uma solução sustentável para o futuro energético
A indústria global de transporte marítimo é responsável por cerca de três por cento de todas as emissões de gases de efeito estufa, sendo um grande problema para o meio ambiente. Em meio a essa preocupação crescente, pesquisadores do MIT desenvolveram uma abordagem inovadora e escalável para reduzir as emissões no setor marítimo por meio da produção de combustível de hidrogênio verde.
O que torna essa descoberta ainda mais surpreendente são os ingredientes utilizados no processo: latas de refrigerante velhas, água do mar e cafeína.
Essa combinação inusitada de materiais pode ser a chave para uma revolução no abastecimento de embarcações, oferecendo uma alternativa limpa e sustentável ao uso de combustíveis fósseis.
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A solução para dois desafios
Quando alumínio puro reage com a água, o hidrogênio é gerado como subproduto. No entanto, após a primeira reação, uma camada de óxido se forma na superfície do alumínio, bloqueando futuras reações. Isso impede a continuidade do processo, a menos que o alumínio seja purificado.
Uma solução possível envolve o uso de ligas como gálio e índio para purificar o alumínio, mas esses metais são caros e raros.
Outro desafio crucial na utilização do hidrogênio como combustível é sua alta inflamabilidade, tornando o transporte e armazenamento arriscados. Em tanques pressurizados, como ocorre com combustíveis tradicionais, o hidrogênio pode ser extremamente volátil, aumentando os riscos de explosões.
Os cientistas do MIT acreditam que sua nova abordagem pode resolver ambos os problemas. Eles desenvolveram um método que permite a purificação do alumínio por meio da reutilização de ligas de gálio e índio, reduzindo os custos do processo.
Além disso, o método possibilita que o combustível de hidrogênio verde seja produzido e consumido diretamente nas embarcações, eliminando a necessidade de transportar o gás volátil.
Transformando latas de refrigerante em combustível
Durante o estudo, os pesquisadores converteram latas de refrigerante velhas em pequenos pellets de alumínio, tratados com uma liga de gálio-índio para remover impurezas. Quando esses pellets foram misturados com água do mar filtrada, o resultado foi a produção de gás hidrogênio. No entanto, o processo inicial era lento, levando várias horas para gerar uma quantidade significativa de hidrogênio.
Para acelerar a reação, a equipe recorreu a produtos químicos encontrados comumente em cozinhas. Entre as substâncias testadas, a cafeína se destacou. Ao adicionar uma baixa concentração de imidazol (um composto encontrado na cafeína), os pesquisadores conseguiram aumentar drasticamente a velocidade da reação. Com o uso desse aditivo, o tempo de produção de hidrogênio caiu de duas horas para apenas cinco minutos.
Além disso, o uso de imidazol e íons de água salgada permitiu que mais de 90% da liga de gálio-índio fosse recuperada e reutilizada, tornando o processo mais econômico e sustentável.
Essa recuperação é crucial, já que a disponibilidade limitada de metais raros como o gálio é um dos principais obstáculos à produção em larga escala de hidrogênio verde.
Produção de hidrogênio em larga escala
Cerca de 95% do hidrogênio produzido atualmente ainda depende de fontes não renováveis, como carvão e gás natural. Esse novo método proposto pelos pesquisadores do MIT oferece uma alternativa não apenas mais limpa, mas também mais acessível e escalável.
Com a possibilidade de reciclar alumínio de latas de refrigerante e utilizar água do mar, a produção de hidrogênio verde pode se tornar uma solução viável para diversas indústrias, especialmente a marítima.
Navios, submarinos e outras embarcações já têm acesso à água do mar, o que facilitaria a implementação do método. A única necessidade seria o fornecimento de alumínio e cafeína, materiais muito mais baratos e fáceis de transportar do que combustíveis fósseis tradicionais.
Os pesquisadores estão desenvolvendo um reator que poderia ser utilizado diretamente em embarcações, permitindo que o hidrogênio fosse produzido em tempo real, à medida que as embarcações se deslocam.
Esse reator conteria um estoque de pellets de alumínio, junto com uma pequena quantidade de gálio-índio e cafeína, além de água do mar para gerar o combustível de hidrogênio sob demanda.
Um futuro movido a hidrogênio verde
A pesquisa está em fase de desenvolvimento, mas os autores do estudo estão otimistas quanto ao potencial dessa tecnologia.
Eles estimam que um reator abastecido com 18 quilos de alumínio seria capaz de gerar hidrogênio suficiente para alimentar um planador subaquático por 30 dias.
Aly Kombargi, principal autor do estudo e doutorando no MIT, destaca que essa abordagem poderia ser expandida para outros meios de transporte, como caminhões, trens e até aviões.
Ele sugere que, no futuro, poderemos extrair a água necessária para a produção de hidrogênio da umidade do ar, dispensando até mesmo a necessidade de transportar grandes quantidades de água.
Se essa tecnologia se tornar realidade, ela pode transformar radicalmente o setor de transporte marítimo e outras indústrias, reduzindo drasticamente as emissões de gases de efeito estufa e oferecendo uma alternativa limpa e sustentável ao uso de combustíveis fósseis.
