O hidrogênio verde é uma promissora fonte de energia limpa e renovável. A molécula pode ser usada como combustível limpo, movendo veículos e gerando apenas vapor de água, inofensivo ao meio ambiente.
O processo tem se mostrado caro, o que dificulta os avanços. Cientistas brasileiros realizam estudos inovadores para que essa barreira seja quebrada.
Economia para o tanque e trégua para o clima
O avanço da tecnologia envolvendo o hidrogênio verde é um caminho para reduzir as emissões de carbono do setor de transportes, responsável por mais de 22% das emissões globais, segundo o Fórum Mundial dos Transportes. A diminuição é essencial para frear as mudanças climáticas.
De acordo com o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), as emissões precisam zerar até 2050, para evitar uma catástrofe irreversível do clima.
Mas para o combustível se tornar realidade e baratear a vida dos motoristas no futuro, um desafio atual precisa ser superado: o custo do processo.
A produção de hidrogênio verde ocorre através da eletrólise da água, utilizando eletricidade para separar água em hidrogênio e oxigênio.
O problema é que o alto consumo energético torna tudo isso muito caro, especialmente se a eletricidade não for barata ou limpa.
O acondicionamento do hidrogênio é mais um desafio. Devido à sua baixa densidade e alta inflamabilidade, armazená-lo de forma segura ainda é difícil.
As estratégias incluem os complexos processos de compressão em cilindros de alta pressão ou liquefação a baixas temperaturas.
Porém, com a alta na demanda por energia limpa, novos métodos de extração e armazenamento estão sendo desenvolvidos.
Brasil lidera frentes de pesquisa
A União Europeia já anunciou um investimento de 430 bilhões de dólares (R$ 2,4 trilhões) em projetos de hidrogênio verde até 2030.
Segundo a multinacional IBM, até 2028, 68 países terão renováveis como principal fonte de energia.
O uso de nióbio como catalisador na produção de hidrogênio está sendo explorado por pesquisadores da Universidade Federal de Viçosa (UFV).
Com 90% das reservas mundiais de nióbio, o Brasil é um dos pilares do desenvolvimento deste mercado, e conta com projetos inovadores.
A tecnologia da UFV está em processo de patente. A produção de hidrogênio é feita nos laboratórios da universidade mineira, por um grupo de 21 pesquisadores.
O nióbio é um material semicondutor, usado em várias aplicações na ciência, e é utilizado pela UFV para acelerar reações químicas.
“O grande diferencial do trabalho da UFV é a extração do hidrogênio a partir do nióbio como catalisador do ácido fórmico, material obtido da biomassa, no melaço de cana de açúcar.”, contou ao iG a professora Renata Moreira, da UFV.
Essa abordagem facilita o armazenamento e transporte do hidrogênio, já que o elemento pode ser extraído do ácido fórmico conforme a demanda, gerando o gás apenas quando necessário.
O trabalho tem o apoio da Secretaria de Desenvolvimento Econômico de Minas Gerais, mas passou a ser economicamente viável a partir da mudança do método.
“Nós começamos o trabalho com outro tipo de armazenador, mas mudamos para o ácido fórmico para viabilizar nossa tecnologia economicamente”, diz Renata.
Um desafio extra aos pesquisadores foi zerar as emissões de gás carbônico, já que o processo gera CO2. Mas segundo disse ao iG Jemmyson Romário de Jesus, professor da UFV, foi desenvolvido um método para captura e reciclagem deste carbono, garantindo um ciclo de carbono neutro.
Movimentos mundiais
Grandes montadoras de automóveis, como Toyota, Subaru e Mazda, estão colaborando para desenvolver motores a combustão que sejam compatíveis com o hidrogênio.
Um exemplo é a moto Ninja H2 HySE da Kawasaki, que utiliza tecnologia de célula de combustível de hidrogênio aliada a motores elétricos, resultando em uma potência de 234 cv.
O Hyundai NEXO, SUV movido a hidrogênio, já realiza testes no Brasil em um projeto pioneiro da Universidade de São Paulo (USP).
A iniciativa avalia a viabilidade do hidrogênio produzido a partir do etanol como fonte de energia limpa para veículos de passeio, ampliando o escopo dos estudos para além do transporte público realizados na universidade paulista.
Veículos como o Toyota Mirai já são amplamente comercializados nos Estados Unidos, por exemplo.
Porém, os donos ainda têm muitas reclamações quanto à logística de abastecimento, alegando que não existem postos suficientes.
Os postos de hidrogênio funcionam de forma semelhante aos de combustíveis comuns, através de bombas que podem encher os tanques em poucos minutos.
Isso as diferencia dos carros elétricos, já que estes, em sua maioria, ainda demoram algumas horas para ter o tanque cheio.
Desafio: quem vai poder pagar
Um levantamento feito em setembro de 2024 pelo portal Top Speed estimou que o custo por quilômetro rodado em um Toyota Mirai é cinco vezes maior do que em um Toyota Corolla híbrido, por exemplo.
Sendo assim, apenas o desenvolvimento da tecnologia e o ganho de popularidade dos carros a hidrogênio poderão tornar os preços competitivos e melhorar a infraestrutura de abastecimento. Por isso, a Toyota oferece diversos incentivos financeiros a quem compra um Mirai.
O governo da Califórnia, estado americano mais avançado em tecnologias de hidrogênio, oferece descontos de até 7500 dólares (R$ 42,3 mil) para compras de carros deste tipo.
ODS da ONU
O projeto da UFV faz parte de uma rede maior de pesquisa em Minas Gerais, composta por 21 cientistas de diversas instituições, para desenvolver tecnologias inovadoras e posicionar o Estado como um centro estratégico na transição energética.
"A ideia é desenvolver tecnologia de modo a potencializar a inovação do nosso estado e trazer, por exemplo, a questão da economia circular", afirma Jemmyson.
Renata Moreira destaca o alinhamento das pesquisas da Rede de Hidrogênio de Minas Gerais com os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU. Esses objetivos foram definidos pelas Nações Unidas em 2015, visando tornar o mundo mais sustentável, justo e próspero.
Os ODS 7 e 13, que promovem energia acessível e limpa e ações contra a mudança global do clima, são impactados pelas inovações no setor de hidrogênio.