Ponto de Ignição – Cientistas da UFSCar, em parceria com o CINE, demonstraram que a substituição da água por glicerina em células fotoeletroquímicas aumenta significativamente a eficiência na geração de hidrogênio verde. Esse processo, alimentado por energia solar, representa uma solução mais limpa e eficiente para a produção de combustível, aproveitando um resíduo abundante da indústria do biodiesel.
A busca por soluções eficientes e sustentáveis para a geração de hidrogênio verde tem levado pesquisadores de todo o mundo a repensar o papel da água como insumo nas células fotoeletroquímicas. Um novo estudo brasileiro traz uma abordagem inovadora: a substituição da água por glicerina, um subproduto da produção de biodiesel, com resultados promissores.
As células fotoeletroquímicas são dispositivos que utilizam a luz solar para iniciar reações químicas capazes de decompor a molécula de água em hidrogênio e oxigênio, por meio de processos de oxidação e redução. Contudo, a oxidação da água é lenta e pouco eficiente, limitando o desempenho desses sistemas. Para contornar essa limitação, uma linha de pesquisa global vem estudando compostos orgânicos alternativos, que se oxidam mais facilmente e geram correntes elétricas mais intensas.
Nesse contexto, a equipe liderada pelo professor Elton Sitta, da UFSCar (Universidade Federal de São Carlos) e pesquisador do CINE (Centro de Inovação em Novas Energias), propôs o uso de moléculas orgânicas oriundas de fontes renováveis. “Estudamos moléculas orgânicas que, quando oxidadas, podem servir de fontes de elétrons e prótons para geração de hidrogênio”, explica Sitta.
Entre as substâncias analisadas — metanol, etileno glicol e glicerol — a glicerina (forma comercial do glicerol) apresentou os melhores resultados. Os testes foram conduzidos em fotoanodos de vanadato de bismuto (BiVO₄), um semicondutor de destaque por sua boa absorção de luz, baixa toxicidade e estabilidade frente à umidade e radiação.
Os resultados mostraram que o glicerol supera em muito a água em termos de geração de elétrons, alcançando níveis de eficiência várias vezes superiores. Além disso, sua oxidação gera subprodutos valiosos para outras indústrias, tornando o processo duplamente vantajoso. A ampla disponibilidade da glicerina no Brasil, por ser gerada em grande escala na produção de biodiesel, fortalece ainda mais a viabilidade da solução.
O estudo destaca que, apesar de ainda existirem desafios técnicos para viabilizar o uso em larga escala, as moléculas orgânicas apresentam vantagens significativas sobre a água. Entre elas, estão a menor corrosividade aos fotocatalisadores e o potencial de gerar produtos de valor agregado.
A pesquisa completa foi publicada na revista Electrochimica Acta, sob o título “Methanol, ethylene glycol, and glycerol photoelectrochemical oxidation reactions on BiVO4: Zr,Mo/Pt thin films: A comparative study”, assinada por Cristian Hessel, Lauren Moreti, Victor Yoiti Yukuhiro, Pablo S. Fernández e Elton Sitta.
Esse avanço contribui para consolidar o papel do Brasil na transição energética global, não apenas como produtor de biocombustíveis, mas também como gerador de conhecimento e tecnologia em energias renováveis.
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Hidrogênio verde – é o hidrogênio obtido a partir de fontes renováveis, como a eletrólise da água alimentada por energia solar ou eólica, sem emissão de carbono.
Célula fotoeletroquímica – dispositivo que utiliza luz solar para provocar reações químicas que geram energia ou hidrogênio, funcionando como uma célula solar avançada.
Oxidação – processo químico no qual uma substância perde elétrons, essencial para liberar cargas elétricas em células de geração de energia.
Vanadato de bismuto (BiVO₄) – composto semicondutor utilizado como fotoanodo em células solares, valorizado por sua eficiência na absorção de luz e estabilidade.
