PESQUISADOR BRASILEIRO DESENVOLVE TECNOLOGIA PARA TRANSFORMAR VINHAÇA EM HIDROGÊNIO VERDE

O pesquisador brasileiro Thiago Lopes está à frente do desenvolvimento de uma tecnologia que visa transformar a vinhaça – resíduo poluente gerado pela produção de etanol – em hidrogênio verde. Lopes lidera o Laboratório de Células a Combustível da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP), unidade onde deverá ser desenvolvido um reator eletrolítico voltado para a realidade da indústria sucroalcooleira nacional. Segundo o pesquisador, a vinhaça tem 95% de água em sua composição. Por isso, a ideia é que por meio do reator seja possível quebrar as moléculas de água do resíduo para gerar oxigênio e hidrogênio verde. O laboratório liderado pelo pesquisador faz parte do Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI), financiado pela Shell do Brasil e pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

Apontado como a próxima fronteira do setor energético mundial, o hidrogênio verde tem um amplo leque de aplicações. Uma delas, por exemplo, é a produção da amônia usada em fertilizantes. “Hoje a amônia é sintetizada com hidrogênio proveniente de gás natural, o que gera uma pegada de CO2”, lembra o pesquisador. Lopes diz também que ao condensar a água, pode-se obter de forma fácil e econômica um CO2 puro para estocagem ou então para ser convertido em produtos.

O reator pode ser usado também para fazer com que a vinhaça fique mais concentrada. “É um volume gigantesco para armazenar e transportar. Se estiver mais concentrada, livre de uma fração de água, a vinhaça vai ocupar menos espaço e demandar menos transporte. Vale dizer que esse transporte, em geral, é feito por caminhões movidos a óleo diesel, e isso adiciona pegadas de CO2 ao etanol brasileiro”, apontou Lopes.

O hidrogênio verde poderá também alimentar veículos com motor de célula a combustível ou veículos elétricos movidos a bateria recarregável em tomadas especiais. “No motor de um veículo com célula a combustível o hidrogênio reage com o oxigênio que vem do ambiente. A energia elétrica liberada alimenta o veículo e o processo gera como resíduos apenas calor e água pura. Atualmente, esse hidrogênio é obtido em nível mundial por meio de gás natural, o que gera pegadas de CO2. Daí a importância de se descobrir formas de produzir hidrogênio verde. É o que pretendemos fazer no laboratório por meio do concentrador eletrolítico de vinhaça. Tudo está interligado”, acrescentou o pesquisador.

O laboratório vai utilizar uma técnica desenvolvida por Lopes durante temporada como pesquisador associado do Imperial College London, no Reino Unido, entre 2012 e 2014. “O motor de um veículo de célula a combustível é alimentado de um lado por oxigênio e, de outro, por hidrogênio. No lado que passa o ar colocamos uma mistura com cerca de 1000 ppm de ozônio. Já na camada catalítica, onde acontece a reação da célula a combustível, colocamos um pigmento que ao interagir com o ozônio emite luz. Isso nos ajuda a visualizar, por meio de uma câmera, e comparar como os comburentes são distribuídos em motores de célula a combustível feitos com vários tipos de materiais, com diferentes propriedades, e sob diferentes condições, promovendo assim o desenvolvimento de modelos numéricos avançados de célula a combustível e otimização topológica das mesmas”, prossegue Lopes.

A equipe transdisciplinar do laboratório, que conta com pesquisadores da Poli, do Instituto de Física (IF), do Instituto de Química e do Instituto de Meio Ambiente (IEE) da USP, vai trabalhar em conjunto com o Imperial College London no desenvolvimento das diversas camadas que compõem as células a combustível  e pretende avançar. “Na camada catalítica a ideia é descobrir se materiais mais acessíveis, como uma mistura a base de ferro, carbono e nitrogênio, podem substituir a platina e serem utilizados pela indústria automotiva”, diz Lopes. “Trata-se de uma demanda mundial. Hoje há nos Estados Unidos um consórcio de pesquisa, nos moldes do RCGI, voltado ao desenvolvimento desses materiais. Mesmo porque não existe platina suficiente para trocarmos toda a frota mundial de veículos para célula a combustível. Nós, cientistas, temos muito trabalho pela frente”, concluiu.