Nas décadas de 1970 e 1980, circulou uma teoria da conspiração de que as corporações estariam escondendo tecnologias de transporte de hidrogênio para lucrar com o petróleo. Hoje, a produção de hidrogênio é uma necessidade urgente, mas, por algum motivo, as corporações não conseguem desenterrar seus desenvolvimentos secretos de arquivos empoeirados. Isso ocorre porque a produção de hidrogênio a partir da água continua cara, em parte devido ao uso de catalisadores dispendiosos. Cientistas nos EUA estão tentando superar essa barreira. E estão conseguindo.
À esquerda, um catalisador clássico; à direita, um novo. Fonte da imagem: Universidade de Washington em St. Louis
Pesquisadores da Universidade de Washington em St. Louis fizeram uma descoberta: apresentaram um novo catalisador para eletrólise da água e produção de hidrogênio. Tradicionalmente, metais do grupo da platina são usados para esse fim, o que torna a produção de hidrogênio pouco rentável para a indústria. Cientistas americanos superaram esse desafio criando um catalisador eficiente e barato, sem metais preciosos.
Em vez de platina, a equipe utilizou uma heteroestrutura baseada em fosfetos de rênio e molibdênio (Re₂P/MoP). Essa combinação garante tanto a rápida quebra das moléculas de água quanto o acúmulo e a separação eficientes do hidrogênio na superfície do catalisador. O objetivo do projeto é a produção acessível de hidrogênio “verde”, gerado a partir da eletricidade proveniente de usinas solares e eólicas.
Uma característica fundamental do desenvolvimento é o controle da rede de ligações de hidrogênio na interface catalisador-eletrólito. Os pesquisadores descobriram que a estrutura da transição de um material para outro determina a taxa de transferência de prótons e a cinética da evolução do hidrogênio. Um estudo publicado no Journal of the American Chemical Society relatou que o novo cátodo demonstrou resistência interfacial extremamente baixa e alta taxa de reação. O sistema operou por mais de 1.000 horas em densidades de corrente industriais de 1–2 A/cm², o que pode ser considerado um indicador muito significativo para avaliar a durabilidade de eletrolisadores sem platina.
A tecnologia apresentada e o catalisador composto sem metais preciosos apresentaram bom desempenho emlaboratórios. Agora, os cientistas tentarão ampliar o desenvolvimento até o ponto de produzir hidrogênio em escala industrial, e isso será uma história completamente diferente.