Um laboratório na Coreia conseguiu produzir hidrogênio em larga escala a partir de uma mercadoria abundante: esgoto

Uma tecnologia antiga que nunca foi comercializada devido à sua baixa eficiência acaba de dar um grande salto na produtividade graças a uma invenção coreana.

Contexto

As células bioeletroquímicas (BECs) são dispositivos que usam microrganismos especializados, como bactérias eletrogênicas, para oxidar compostos orgânicos, liberando elétrons e prótons no processo.

Após a reação metabólica, os elétrons são transferidos do ânodo para o cátodo, gerando uma corrente elétrica. Os prótons migram do ânodo através de uma membrana de troca, separando-se em íons de hidrogênio. Os elétrons e íons de hidrogênio então se combinam para produzir hidrogênio gasoso.

Embora seja um processo sustentável, sua baixa eficiência impediu a comercialização da tecnologia em larga escala em comparação a outras soluções mais poluentes. Até agora.

As notícias

Uma equipe de cientistas do Instituto de Investigação de Energia da Coreia do Sul (KIER) fez um grande avanço na produção de hidrogênio limpo com células bioeletroquímicas.

A equipe desenvolveu e certificou uma tecnologia chamada "Zero-Gap" que promete produção de hidrogênio em larga escala e econômica a partir de resíduos orgânicos, matando dois coelhos com uma cajadada só: a crescente demanda por hidrogênio verde e o gerenciamento sustentável de resíduos orgânicos.

Como funciona

O Zero-Gap minimiza as perdas de energia em reações dentro da célula bioeletroquímica. Seu design reduz a distância entre os eletrodos e o separador de células, melhorando a transferência de elétrons.

Mas, diferentemente de outros sistemas sem lacunas, o design do KIER não sofre de desequilíbrios de pressão em escalas maiores porque inclui uma tampa cilíndrica que aplica pressão uniforme. Este design "garante adesão completa entre componentes, evita quedas de eficiência e mantém desempenho consistente, mesmo em larga escala".

Em números

A tecnologia Zero-Gap provou seu potencial em testes certificados pelo Korea Test Laboratory (KTL). Os resultados na produção são impressionantes: 180% mais elétrons e 120% mais hidrogênio em comparação aos processos convencionais.

"Esta inovação resolve problemas de longa data de perda de energia em processos convencionais, oferecendo um caminho transformador para a produção de hidrogênio em larga escala e com boa relação custo-benefício", disse um comunicado.

Vantagens e desafios

As células bioeletroquímicas tornam possível produzir hidrogênio a partir de uma ampla variedade de resíduos orgânicos, como águas residuais ou industriais, resíduos agrícolas e biomassa.

Elas são uma alternativa sustentável aos métodos convencionais que geram grandes emissões de dióxido de carbono, como a reforma do metano, e podem ser instaladas nos mesmos locais onde os resíduos são gerados, reduzindo os custos de transporte.

Mas elas ainda têm desafios significativos a resolver: as taxas de produção ainda são relativamente baixas em comparação aos métodos industriais, e as condições para que os microrganismos funcionem de forma ideal exigem um controle rigoroso do processo.

Imagem | Korea Institute of Energy Research