Parece magia. A Toyota quer fazer combustível (hidrogénio) do ar

O comunicado oficial da Toyota não podia começar de forma mais utópica: “Parece magia: colocamos um dispositivo específico em contacto com o ar, expomo-lo à luz solar, e começa a produzir combustível, de graça”.

De graça? Como?

Primeiro o combustível a que se referem não é gasolina ou gasóleo, mas sim hidrogénio. E como sabemos, a Toyota é um dos principais atores nesta área, a dos veículos a pilha de combustível, ou fuel cell, que recorrem ao hidrogénio para gerar a energia elétrica necessária para colocar o veículo em marcha.

Um dos grandes entraves à expansão desta tecnologia reside, precisamente, na produção do hidrogénio. Apesar de ser o elemento mais abundante do universo, infelizmente surge sempre “agarrado” a outro elemento — um exemplo comum é o da molécula da água, H₂O —, o que obriga a complicados e onerosos processos para o separar e armazenar.

E como a Toyota recorda, a produção de hidrogénio recorre ainda a combustíveis fósseis, cenário que a marca japonesa pretende mudar.

De acordo com o comunicado da Toyota Motor Europe (TME) conseguiram um importante avanço tecnológico. Em parceria com a DIFFER (Dutch Institute for Fundamental Energy Research) desenvolveram um dispositivo capaz de absorver o vapor de água presente no ar, separando diretamente o hidrogénio e oxigénio recorrendo apenas à energia solar — daí o conseguirmos combustível de graça.

Existem essencialmente duas razões para este desenvolvimento conjunto. Primeiro, necessitamos de combustíveis novos e sustentáveis — tal como o hidrogénio —, capazes de reduzir a nossa dependência dos combustíveis fósseis; segundo, é necessário reduzir a emissão dos gases de estufa.

Emissões

eFuel. O combustível que pode salvar os motores de combustão

Um estudo da Bosch refere que os automóveis com motores de combustão podem ser neutros em carbono, tal como os elétricos. Como? Conhece o eFuel, uma alternativa sintética aos combustível fósseis.

Fernando Gomes

A divisão de Pesquisa Avançada de Materiais da TME e o grupo dos Processos Catalíticos e Eletromecânicos para Aplicações Energéticas da DIFFER, liderado por Mihalis Tsampas, trabalharam em conjunto para conseguir um método da divisão da água nos seus elementos constituintes na sua fase gasosa (vapor) e não na mais comum fase líquida. As razões são clarificadas por Mihalis Tsampas:

O primeiro protótipo

A TME e a DIFFER demonstraram o funcionamento do princípio, desenvolvendo uma nova célula fotoeletroquímica de estado sólido capaz de capturar água do ar ambiente, onde, após exposição solar, começou a gerar hidrogénio.

Este primeiro protótipo conseguiu atingir uns impressionantes 70% da performance obtida por um dispositivo equivalente preenchido com água — prometedor. O sistema é composto por membranas poliméricas de eletrólitos, fotoelétrodos porosos e materiais absorventes de água, combinados num dispositivo específico com uma membrana integrada.

Os próximos passos

O prometedor projeto, face aos resultados já obtidos, conseguiu que lhe fossem atribuídos fundos do Fundo NWO ENW PPS. O próximo passo passa por melhorar o dispositivo. O primeiro protótipo recorria a fotoelétrodos conhecidos por serem muito estáveis, mas tinha as suas limitações, como Tsampas refere: “… o material usado apenas absorvia luz UV, que compõe menos de 5% de toda a luz solar que chega à Terra. O próximo passo passa por aplicar materiais de ponta e otimizar a arquitetura para aumentar a absorção de água e da luz solar”.

Após ultrapassar este obstáculo, talvez seja possível escalar a tecnologia. As células fotoeletroquímicas usadas para produzir hidrogénio são muito pequenas (à volta de 1 cm²). Para serem economicamente viáveis têm de crescer, pelo menos, duas a três ordens de magnitude (100 a 1000 vezes maiores).

De acordo com Tsampas, apesar de ainda não terem chegado lá, tem esperança que este tipo de sistemas no futuro possam servir não só para ajudar a locomover os automóveis, como também dar energia a habitações.

Fernando Gomes

Entrou no universo dos automóveis através do design, hoje expressa a sua paixão pelo automóvel na escrita.

Toyota

Combustível, DIFFER, Fuel Cell, Hidrogénio, Pilha de Combustível, Toyota