Desenvolvimento de hidrogênio combustível a partir de rochas ricas em ferro

Da pv magazine Global

Cientistas da Universidade do Texas em Austin estão pesquisando métodos para produzir combustível de hidrogênio a partir de rochas ricas em ferro em um processo livre de emissões.

A universidade recebeu uma bolsa de US $ 1,7 milhões do Departamento de Energia Projetos de Pesquisa Avançada Agência de Energia (ARPA-E) e está fazendo uma parceria com a Escola de Recursos Energéticos da Universidade de Wyoming para o projeto.

Hoje, a maior parte do hidrogênio nos Estados Unidos é produzida pela queima de gás natural. Este processo, por vezes referido como produção de “hidrogênio azul”, continua a contribuir para as emissões de gases com efeito de estufa, juntamente com a utilização tradicional de combustíveis fósseis. A indústria também começou a adotar o “hidrogênio verde”, um processo que faz uso de eletricidade de fontes de geração solar e eólica.

Agora, pode haver um novo entrante no hidrogênio na forma de “hidrogênio geológico”.

A equipe de pesquisa da UT Austin está explorando o uso de diferentes catalisadores naturais para produzir gás hidrogênio a partir de rochas ricas em ferro, reproduzindo um processo natural chamado “serpentinização”.

Na natureza, rochas ricas em ferro liberam hidrogênio como subproduto do processo de serpentinização, uma metamorfose de rochas de baixa temperatura. É particularmente comum no fundo do mar, nos limites das placas tectônicas. Catalisadores naturais como níquel e elementos do grupo da platina estão sendo explorados como catalisadores para induzir este processo.

“Concentrações naturais de hidrogênio geológico estão sendo encontradas em todo o mundo, mas na maioria dos casos são pequenas e pouco viáveis economicamente, embora a exploração continue em curso”, afirmou o professor associado de pesquisa da UT Austin, Esti Ukar.

Ukar disse que a pesquisa testará a geração de volumes maiores de hidrogênio a partir de rochas ricas em ferro que normalmente levariam vários milhões de anos para ocorrer naturalmente. A pesquisa é um projeto inédito para criar um processo para produzir hidrogênio geológico em escala industrial.

Pesquisadores da Universidade do Colorado em Boulder, também estão pesquisando a serpentinização na produção de hidrogênio. A equipe vem realizando testes subterrâneos  para entender melhor as reações químicas que produzem hidrogênio naturalmente.

“Se pudermos acelerar essas reações no subsolo, podemos transformar as rochas em um recurso de energia limpa e abundante”, disse o cientista pesquisador da Boulder, Eric Ellison.

Um relatório de 2022 do Serviço Geológico dos Estados Unidos (USGS) sugeriu que pode haver hidrogênio geológico natural suficiente para atender à demanda global por gerações, potencialmente oferecendo um substituto rápido para combustíveis fósseis emissores de carbono prejudiciais.

“Usando uma faixa conservadora de valores iniciais, o modelo prevê um volume médio de hidrogênio que poderia suprir a demanda global de hidrogênio projetada por milhares de anos”, afirmou o pesquisador do USGS, Geoffrey Ellis. “Temos que ter muito cuidado na interpretação desse número. Com base no que sabemos sobre a distribuição de petróleo e outros gases na subsuperfície, a maior parte desse hidrogênio é provavelmente inacessível”.

A pesquisa de Ellis mostrou que grande parte desse suprimento de hidrogênio está muito enterrado ou muito longe do mar para ser recuperado economicamente.

E embora o USGS tenha assegurado que mesmo uma fração dos recursos geológicos de hidrogênio da Terra poderia atender à demanda global de combustível líquido por centenas de anos, depender de combustíveis que exigem processos naturais que levam milhões de anos pode representar seus próprios desafios. Os combustíveis naturais extrativos não fazem parte de uma economia circular de longo prazo, uma visão corroborada pelo Laboratório Nacional de Energias Renováveis (NREL).

“A descarbonização da economia dos EUA exigirá a rápida implantação de tecnologias de energia limpa”, disse o NREL. “Isso demandará grandes quantidades de materiais, incluindo materiais escassos e críticos. Garantir que esses materiais estejam disponíveis nas quantidades necessárias e em seu maior valor e função exigirá uma economia circular robusta para materiais energéticos”.