«Investigadores transformam águas residuais numa fonte abundante de hidrogénio
Uma equipa da Universidade de Penn produziu hidrogénio a partir de matéria orgânica utilizando células de eletrólise microbiana (MEC). Os cientistas verificaram que se este processo for combinado com a eletrodiálise reversa (EDR) é possível produzir hidrogénio a partir de uma fonte abundante como as águas residuais e utilizando menos energia do que a hidrólise da água.
O hidrogénio continua a ser uma potencial alternativa energética aos combustíveis fósseis. Contudo, é essencial encontrar um método de produção com baixo consumo energético e/ou baseado em fontes de energia renováveis ou abundantes.
Investigadores da Universidade de Penn, nos Estados Unidos, desenvolveram um processo que não necessita de eletricidade para a produção de hidrogénio e pode ser usado em qualquer lugar onde existam águas residuais próximas do mar.
O trabalho dos investigadores desenvolveu-se à volta das células de eletrólise microbiana (MEC), uma tecnologia relacionada com células de combustíveis microbianas (MFC) que produz corrente elétrica a partir da decomposição microbiana de compostos orgânicos. OS MEC geram hidrogénio (ou metano) a partir de matéria orgânica mas necessitam de alguma energia para realizar este processo.
Para fornecer esta energia adicional necessária, Bruce E. Logan professor de Engenharia do Ambiente e o aluno de pós-doutoramento Younggy Kim optaram pela eletrodiálise reversa (EDR). O EDR é um processo que produz energia a partir da diferença iónica entre a água salgada e a água doce.
Uma bateria EDR consiste em várias membranas de troca iónica negativas e positivas alternadas. Logan referiu que já foi proposto usar as baterias EDR para gerar electricidade contudo como tentam impulsionar uma reação desfavorável são necessários muitos pares de membranas. Para separar água em hidrogénio e oxigénio através da tecnologia EDR são necessários 1.8 volts o que requeria cerca de 25 pares de membranas.
Trabalhos realizados anteriormente com MEC mostraram que quando estas células são utilizadas sozinhas conseguem produzir cerca de 0.3 volts de eletricidade o que fica aquém dos 0.414 volts necessários para gerar hidrogénio. No entanto, se forem incorporadas 11 membranas EDR (5 pares de membranas produzem cerca de 0.5 volts) às células MEC, a produção de hidrogénio já é possível.
“A voltagem adicional que precisamos é inferior aos 1.8 volts necessários para hidrolisar água”, refere Logan. “Líquidos biodegradáveis e resíduos de celulose são abundantes. Poderá ser uma fonte de energia inesgotável.”
Nas primeiras experiências Logan e Kim utilizaram platina como catalisador no cátodo mas posteriormente verificaram que um catalisador menos dispendioso como sulfeto de molibdénio apresenta uma eficiência energética de 51%.
Os investigadores da Universidade de Penn referem que os seus resultados, publicados na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, “mostram que o hidrogénio puro pode ser produzido de forma eficiente a partir de fontes abundantes como água do mar, água do rio e matéria orgânica.
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