Na China, eles aprenderam a extrair hidrogênio da água do mar sem usinas de dessalinização e bombas – não pode ser mais barato

A água do mar é uma fonte inesgotável de metais, minerais, água potável, oxigênio e hidrogênio. Há décadas, cientistas de todos os países buscam uma oportunidade de extrair essas riquezas do mar e das profundezas oceânicas. A principal tarefa é tornar o trabalho econômico, mas é com isso que todas as barreiras no caminho dos desenvolvedores estão conectadas. Na China, eles resolveram um desses problemas – aprenderam a produzir hidrogênio facilmente e sem nenhum custo extra.

Fonte da imagem: Natureza

O hidrogênio é extraído da água através do processo de eletrólise. Esta é uma operação simples e compreensível, mas apenas se este gás for extraído da água limpa. Extrair hidrogênio diretamente da água do mar requer pré-dessalinização ou plantas muito complexas. Sais (íons) de metais e minerais dissolvidos na água do mar destroem os catalisadores dos eletrolisadores e outros componentes dos aparelhos, bem como a operação das bombas de bombeamento da água do mar.

Cientistas da Universidade Técnica de Nanjing, na China, na revista Nature, falaram sobre uma instalação única que é desprovida de todas as desvantagens acima. Sem bombas e desgaste rápido de catalisadores, é capaz de extrair hidrogênio e oxigênio diretamente da água do mar por um longo tempo.

«Nossa estratégia implementa eletrólise direta de água do mar eficiente, escalável e escalável, semelhante à separação de água doce, sem um aumento perceptível nos custos operacionais”, disse Zongping Shao, professor de engenharia química na Universidade Técnica de Nanjing, na China.

Uma solução interessante foi proposta para proteger os catalisadores dos efeitos da água do mar – sais e íons. Os eletrodos revestidos com catalisador que produzem hidrogênio e oxigênio (um no cátodo e outro no ânodo) nunca entram em contato com a água do mar. A partir disso, eles são protegidos por um eletrólito saturado na forma de hidróxido de potássio, no qual esses eletrodos são imersos. Como a água chega lá?

O eletrólito é protegido por uma membrana em ambos os lados dos eletrodos. A membrana rica em flúor permite a passagem do vapor de água, mas não do líquido. Apenas o vapor de água entra no eletrólito através da membrana, deixando sais na água do mar. No eletrólito, o vapor se transforma novamente em água e se divide em hidrogênio e oxigênio como água dessalinizada sem consequências negativas para os catalisadores. O vapor é bombeado para o eletrólito devido à sobrepressão externa e não requer bombas.

As bombas são necessárias apenas para bombear água do mar, mas no caso de eletrólise com água doce também serão necessárias, portanto, isso não aumenta a sobrecarga. Além disso, é conveniente e lucrativo extrair minerais e metais da água com alta concentração de sal, por exemplo, o mesmo lítio ou urânio.

Pesquisadores comprovaram na prática o funcionamento da instalação inovadora. Um demonstrador de 11 células de eletrólise foi lançado nas águas da baía de Shenzhen, onde trabalhou sem parar por 130 dias. A cada hora a usina produzia 386 litros de hidrogênio. A eletricidade era gasta apenas no bombeamento de água doce do mar e no próprio processo de eletrólise. O sistema teve um bom desempenho nos testes, embora seja muito cedo para falar em implementação comercial. Os cientistas planejam melhorar significativamente sua eficiência, o que requer experimentos com diferentes composições do eletrólito e catalisadores.