Pesquisa viabiliza produção de hidrogênio verde

Um projeto desenvolvido no Instituto de Física da Universidade de Brasília (UnB) está tornando mais viável a produção de hidrogênio verde, um combustível limpo obtido a partir da água. Coordenada pelo professor Jorlandio F. Felix, a pesquisa, que produz e caracteriza filmes finos para aplicação como catalisadores, foi contemplada com apoio da Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF).

O projeto foi contemplado pelo edital Demanda Espontânea de 2022, da FAPDF, com investimento de R$ 179 mil. O edital faz parte do Programa de Pesquisa Básica da fundação, direcionado a projetos de pesquisa científica, tecnológica e de inovação que buscam validar hipóteses e consolidar bases experimentais.

Impactos e desenvolvimento

O apoio da FAPDF foi decisivo para estruturar a cadeia de pesquisa, desde a adaptação de equipamentos até a aquisição de materiais e a implementação de instrumentação. O projeto gera impactos como a formação de estudantes de iniciação científica, mestrado e doutorado, o fortalecimento da infraestrutura científica da UnB, a consolidação do DF como polo em nanotecnologia e o potencial para um novo setor industrial voltado à produção de dispositivos energéticos.

Para o professor Jorlandio, “essa tecnologia não representa apenas um avanço científico; ela demonstra que é possível produzir energia limpa com menor custo e menor impacto ambiental, criando oportunidades econômicas e formando profissionais altamente qualificados no Distrito Federal”.

O diretor-presidente da FAPDF, Leonardo Reisman, destaca: “Apoiar projetos como esse significa investir em soberania tecnológica e em soluções concretas para os desafios da transição energética. Quando fomentamos pesquisas que unem ciência de ponta, sustentabilidade e potencial de aplicação industrial, estamos preparando o Distrito Federal para liderar a nova economia da energia limpa”.

Do laboratório à produção de hidrogênio verde

O hidrogênio é considerado um dos pilares da transição energética, pois pode substituir combustíveis fósseis em setores como a indústria pesada e o transporte de cargas. Ele pode ser utilizado como combustível para ônibus, caminhões e trens, gerando apenas vapor d’água como resíduo, em processos industriais que exigem altas temperaturas e como forma de armazenar energia solar e eólica. Quando produzido a partir da eletrólise da água usando energia renovável, ele é chamado de hidrogênio verde, pois não gera emissões de carbono no processo.

Para produzir esse hidrogênio, é necessário quebrar a molécula da água (H₂O) com eletricidade, em um processo chamado eletrólise. A reação ocorre com eficiência na presença de um catalisador, que acelera o processo e reduz o gasto energético. Atualmente, o catalisador mais eficiente é a platina, um metal raro e caro. A pesquisa da UnB apresenta uma alternativa promissora.

O grupo trabalha com filmes finos produzidos a partir de materiais bidimensionais (2D). Filmes finos são camadas extremamente finas de material aplicadas sobre uma superfície, que podem ser milhares de vezes mais finas que um fio de cabelo e, mesmo quase invisíveis, conseguem conduzir eletricidade ou acelerar reações químicas. Entre os materiais utilizados estão os chamados dicalcogenetos de metais de transição (TMDCs), como o dissulfeto de molibdênio (MoS₂) e o dissulfeto de tungstênio (WS₂). Na pesquisa, esses mesmos materiais são aplicados em escala nanométrica para acelerar reações químicas e produzir hidrogênio verde.

“Ao utilizar materiais bidimensionais, trocamos um material escasso e caríssimo por componentes muito mais abundantes e baratos. Isso torna a tecnologia de energia limpa viável para ser instalada em larga escala, baixando o preço final da energia”, explica o professor Jorlandio.

Automação e inovação

Um dos grandes diferenciais do projeto é o desenvolvimento da técnica chamada Esfoliação Mecânica Automática (AME). Trata-se de um sistema automatizado que deposita materiais bidimensionais, como MoS₂ e WS₂, sobre uma superfície com controle preciso de pressão e movimento. Esses materiais começam como um pó escuro, mas têm uma estrutura formada por camadas muito finas que se desprendem e formam o filme fino quando pressionadas contra uma superfície.

O sistema funciona como uma “caneta” de alta precisão, guiada por motores que controlam o movimento e a força aplicada, garantindo uniformidade e padronização. Essa automação resolve um dos principais desafios da nanotecnologia: a reprodutibilidade, ou seja, assegurar que o material seja produzido sempre com a mesma qualidade.

“Na ciência, de nada adianta descobrir um material incrível se não conseguimos fabricá-lo sempre com a mesma qualidade. O sistema AME garante padronização e abre caminho para levar a tecnologia da bancada para a indústria”, afirma o coordenador. O mecanismo foi patenteado sob o número BR1020240157060, consolidando o avanço tecnológico desenvolvido no Distrito Federal.

*Com informações da FAPDF