Há descobertas que mais parecem um passe de mágica. Os electrolisadores, que surgiram há mais de 200 anos para separar os constituintes de líquidos através do fornecimento de energia, tornaram-se fundamentais recentemente por serem a melhor forma não poluente para produzir hidrogénio a partir da água. O objectivo sempre foi separar os átomos de oxigénio e de hidrogénio que a constituem, retendo apenas o segundo, através de um processo electroquímico denominado electrólise. Que não é poluente se for utilizada energia produzida por fontes renováveis, seja eólica ou fotovoltaica. Agora um conjunto de investigadores e cientistas foi mais longe e desenvolveu um novo tipo de electrolisador que não só extrai hidrogénio, como produz igualmente lítio, trabalhando não com água pura, mas sim com água do mar.
De acordo com os registos, os electrolisadores existem desde 1789, criados para separar os átomos de hidrogénio da água, o que é conseguido graças ao fornecimento de energia. E o hidrogénio que daí resulta, também denominado hidrogénio verde, apresenta igualmente um grau de pureza muito elevado, podendo ser utilizado nas células de combustível, que produzem electricidade a bordo, ou como base para fabricar combustíveis sintéticos menos poluentes.
Um conjunto de investigadores chineses da Universidade Tecnológica de Nanjing descobriu uma forma de juntar o “bom” ao “muito bom”, isto é, resolver a necessidade que a humanidade tem de hidrogénio verde, mas simultaneamente produzindo também lítio. A base da descoberta passa pelo novo electrolisador trabalhar com água do mar (que existe em quantidade no planeta) e não com água doce e pura (um recurso finito), o que desde logo criou uma dificuldade extra relacionada com a corrosão, uma vez que os iões de cloreto convertem-se num gás corrosivo, destruindo os cátodos e os catalisadores do electrolisador.
71% de eficiência e zero degradação
De acordo com um artigo publicado na Nature pela equipa de investigadores da universidade, o electrolisador que desenvolveram provou a sua valia ao ser testado durante 133 dias sem interrupções e sem avarias ou falhas, para mais com um reduzido custo de funcionamento. Tão importante quanto isto, revelou ainda ser um equipamento escalável, que facilmente vê a sua capacidade de produção subir com a adição de um maior número de células, com o incremento do rendimento a aumentar a um ritmo inferior ao dos custos.
O equipamento de demonstração, que inclui apenas 11 células, revelou ser capaz de produzir 386 litros de hidrogénio em estado gasoso por hora durante os 133 dias do teste. No processo, consumiu 5 kWh de energia para produzir 1 metro cúbico de hidrogénio, com uma energia de 3,54 kWh, o que significa que este electrolisador possui uma eficiência de 71%. Depois do período de 133 dias do teste, o electrolisador continuou a funcionar em regime contínuo e, de acordo com os investigadores, ainda funciona sem problemas passados mais de 4,5 meses. As análises efectuadas continuam sem revelar danos, corrosão no equipamento ou perdas de rendimento, o que indica que as membranas continuam a funcionar na perfeição e sem bloqueios.
Extrair lítio do mar é um bónus muito desejável
Se o objectivo principal dos técnicos da Universidade Tecnológica de Nanjing era extrair hidrogénio da água do mar, de caminho abrindo a porta para dessalinizar a água dos oceanos, sem custos adicionais, a realidade é que acreditavam que o electrolisador de água salgada poderia ter um trunfo na manga: não só permitir igualmente recolher lítio – produto necessário à fabricação de baterias –, como até apurar a sua concentração, incrementando-a.
Segundo os investigadores, o equipamento revelou durante os testes preliminares, entretanto já confirmados, que o processo de evaporação de água aumenta a concentração de lítio na água. Após 200 horas de funcionamento, a percentagem de lítio é incrementada 42 vezes, tendo igualmente sido possível fazer precipitar cristais de carbonato de lítio. Isto abre a hipótese de, após algum desenvolvimento específico, este electrolisador poder ser utilizado para extrair lítio da água do mar e depois concentrá-lo. E com a necessidade que existe no mercado para este metal extremamente leve, a capacidade de extrair hidrogénio e lítio da água do mar não deixará de ser acolhida de braços abertos pelos industriais do mercado.
