Uma equipa de investigadores da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, desenvolveu um novo método para produzir hidrogénio a partir de energia solar sem utilizar platina, um metal raro, caro e ambientalmente problemático. O avanço, publicado na revista científica Advanced Materials, abre caminho a uma produção de hidrogénio mais sustentável e de baixo custo.
O hidrogénio é considerado uma peça-chave na transição energética global, uma vez que a sua utilização liberta apenas água como subproduto. No entanto, a produção em larga escala e de forma ambientalmente responsável continua a enfrentar obstáculos significativos. Um dos principais é a dependência da platina como co-catalisador nos processos que utilizam luz solar e água para gerar hidrogénio. As reservas deste metal são limitadas, a sua extração levanta riscos ambientais e de saúde, e a produção está concentrada em poucos países, como a África do Sul e a Rússia.
A nova abordagem da equipa liderada pelo professor Ergang Wang baseia-se na utilização de partículas microscópicas de plástico eletricamente condutor. Imersas em água, estas nanopartículas interagem com a luz solar e desencadeiam um processo de fotocatálise altamente eficiente, permitindo a produção de hidrogénio sem qualquer recurso à platina.
Segundo Alexandre Holmes, investigador da Chalmers e coautor principal do estudo, o desenvolvimento de fotocatalisadores eficientes sem platina tem sido “um sonho antigo” nesta área científica. “Através de um design avançado de materiais aplicado aos nossos polímeros condutores, conseguimos produzir hidrogénio de forma eficiente e sustentável, a um custo radicalmente mais baixo, com um desempenho que pode até superar os sistemas baseados em platina”, afirma.
O sucesso do método reside na modificação, ao nível molecular, dos chamados polímeros conjugados — um tipo de plástico que absorve bem a luz, mas que normalmente é pouco compatível com a água. Os investigadores conseguiram tornar o material mais hidrofílico e moldá-lo em nanopartículas que aumentam a interação com a água e a eficiência do processo de conversão da luz em hidrogénio.
No laboratório de química da Chalmers, o resultado é visível a olho nu: quando uma lâmpada que simula a luz solar incide sobre um recipiente com água e as nanopartículas, formam-se quase de imediato bolhas de hidrogénio, que sobem à superfície. O gás é depois recolhido e monitorizado em tempo real. “Com apenas um grama do material polimérico, conseguimos produzir cerca de 30 litros de hidrogénio por hora”, explica Holmes.
A investigação beneficia ainda de outro avanço recente da universidade sueca, que demonstra ser possível produzir este plástico condutor sem recorrer a químicos nocivos e de forma muito mais económica.
O próximo desafio da equipa é eliminar também a necessidade de químicos auxiliares no processo. Atualmente, os investigadores utilizam vitamina C como antioxidante sacrificial, uma substância que fornece eletrões e impede que a reação abrande. O objetivo final é alcançar a dissociação completa da água em hidrogénio e oxigénio utilizando apenas luz solar e água.
“Eliminar a platina deste sistema é um passo crucial para uma produção de hidrogénio verdadeiramente sustentável”, sublinha Ergang Wang. “Agora estamos a explorar novos materiais e estratégias para conseguir a separação total da água sem aditivos. Ainda será necessário algum tempo, mas acreditamos estar no caminho certo”.
