Pesquisa de nanobolhas para melhorar a produção de hidrogênio verde

Em um novo estudo, publicado em Anais da Academia Nacional de Ciências, pesquisadores da Universidade de Twente fizeram avanços significativos na compreensão do comportamento de micro e nanobolhas nos eletrodos durante a eletrólise da água. Este processo é crucial para a produção de hidrogénio (verde). Essas pequenas bolhas se formam nos eletrodos, bloqueando o fluxo de eletricidade e reduzindo a eficiência da reação.

Uma economia de hidrogénio renovável reduz significativamente o impacto do aquecimento global em comparação com uma economia de combustíveis fósseis. No entanto, a produção de hidrogénio é significativamente impedida por bolhas à micro e nanoescala. Portanto, pesquisadores da Universidade de Twente tentam entender com precisão como essas pequenas bolhas se formam e aderem aos eletrodos, para finalmente se livrarem delas.

Apoiados por simulações moleculares avançadas, Detlef Lohse e sua equipe desenvolveram uma teoria que pode prever com sucesso a densidade da corrente elétrica necessária para permitir que as nanobolhas cresçam incontrolavelmente e se separem, liberando assim o eletrodo para maior produção de hidrogênio.

Esta descoberta é fundamental, pois permite a previsão e o controle do comportamento da bolha, garantindo que a eletrólise possa prosseguir com o mínimo de interrupção. A pesquisa baseia-se na teoria de estabilidade estabelecida para nanobolhas de superfície (modelo Lohse-Zhang) e a estende para incluir a densidade da corrente eletrolítica para prever o comportamento da bolha.

Com o conhecimento melhorado, cientistas e engenheiros podem agora trabalhar no sentido de melhorar o desprendimento das bolhas. Além de melhorar a eficiência geral da eletrólise da água, este trabalho pode ser utilizado também para outros sistemas onde se formam bolhas de gás, como na catálise.