Por Jornalista X
Um estudo realizado no Instituto de Física da Universidade de Brasília (UnB) está revolucionando a produção de hidrogênio verde ao substituir a platina por catalisadores mais acessíveis. Sob a coordenação do professor Jorlandio F. Felix e com o financiamento da Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF), o projeto, apresentado em 01 de março, utiliza filmes finos feitos com materiais abundantes para otimizar a divisão da molécula da água, um passo essencial para a transição energética.
A pesquisa recebeu um investimento de R$ 179 mil do edital Demanda Espontânea de 2022 da FAPDF. Esse programa destina recursos a projetos de pesquisa científica e tecnológica que buscam validar hipóteses e estabelecer bases experimentais, concentrando-se em estágios iniciais de maturidade tecnológica.
O apoio foi fundamental para estruturar a linha de pesquisa, desde a adaptação de equipamentos até a aquisição de materiais de alta qualidade. Além dos avanços científicos, a iniciativa promove a formação de estudantes de iniciação científica, mestrado e doutorado, fortalecendo o Distrito Federal como referência em nanotecnologia.
“Essa tecnologia não representa apenas um progresso científico; ela mostra que é viável produzir energia limpa com menor custo e menor impacto ambiental, criando oportunidades econômicas e capacitando profissionais altamente qualificados no Distrito Federal”, afirmou o professor Jorlandio.
“Apoiar projetos como esse significa investir em soberania tecnológica e em soluções reais para os desafios da transição energética. Ao fomentar pesquisas que combinam ciência avançada, sustentabilidade e potencial de aplicação industrial, estamos preparando o Distrito Federal para liderar a nova economia da energia limpa”, declarou o diretor-presidente da FAPDF, Leonardo Reisman.
Produção de hidrogênio verde
O hidrogênio desempenha um papel fundamental na transição energética, pois pode substituir combustíveis fósseis em setores de difícil eletrificação, como a indústria pesada e o transporte de cargas, produzindo apenas vapor de água como subproduto. Quando sua produção é baseada em fontes renováveis, é classificado como hidrogênio verde.
Para obter hidrogênio verde, é realizada a eletrólise, que consiste na divisão da molécula de água (H₂O) por meio de eletricidade. Para que essa reação seja eficaz, é necessário um catalisador, um material que acelera o processo. Atualmente, o catalisador mais utilizado é a platina, um metal raro e caro, o que torna inviável sua aplicação em grande escala.
Materiais bidimensionais
O estudo da UnB contorna esse problema ao utilizar filmes finos, camadas de material muito mais finas que um fio de cabelo, como catalisadores. Esses filmes são fabricados a partir de materiais bidimensionais, como os dicalcogenetos de metais de transição (TMDCs).
Entre os materiais investigados estão o dissulfeto de molibdênio (MoS₂) e o dissulfeto de tungstênio (WS₂). Esses componentes, que são abundantes e econômicos, são aplicados em escala nanométrica para acelerar as reações químicas de produção de hidrogênio, apresentando uma alternativa viável à platina.
“Ao empregar materiais bidimensionais, substituímos um material escasso e caro por componentes muito mais abundantes e acessíveis. Isso torna a tecnologia de energia limpa viável para implementação em larga escala, reduzindo o custo final da energia”, explicou o professor Jorlandio.
Automação para garantir a qualidade
Uma das principais inovações do projeto é o desenvolvimento da técnica de Esfoliação Mecânica Automática (AME). Trata-se de um sistema automatizado que deposita os materiais bidimensionais em uma superfície com controle preciso de pressão e movimento, assegurando uniformidade.
Essa automação resolve um dos maiores desafios da nanotecnologia: a reprodutibilidade, ou seja, a capacidade de produzir o material sempre com a mesma qualidade. O mecanismo, patenteado sob o número BR1020240157060, representa um avanço tecnológico consolidado no Distrito Federal.
“Na área da ciência, não adianta descobrir um material incrível se não conseguirmos produzi-lo de forma consistente. O sistema AME garante padronização e abre caminho para levar a tecnologia do laboratório para a indústria”, afirmou o coordenador.