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TNO – Desenvolvimento inovador de eletrolisador: 200 vezes menos irídio necessário.

Produzido por eletrólise utilizando eletricidade do sol e do vento, o hidrogénio verde tem um papel crucial a desempenhar na transição energética. O irídio é um material escasso que atualmente é essencial para eletrolisadores que trabalham com a tecnologia comumente usada de membrana de troca de prótons (PEM).

Os investigadores da TNO foram os primeiros a desenvolver um método que exigirá 200 vezes menos irídio, onde já pode ser alcançado um desempenho de 25% a 46% da geração atual de eletrolisadores. Um pedido de patente foi feito para este método.

Lennart van der Burg, especialista em TNO, disse:

O crescimento esperado do hidrogénio verde de 300 megawatts em 2020 para dezenas de gigawatts em 2030 tem um outro lado.

“Isso implica uma demanda proporcionalmente crescente pelo escasso irídio para os eletrolisadores que precisarão ser construídos.”

Pesquisas anteriores da TNO revelaram que a intensificação da eletrólise poderia ser dificultada pela disponibilidade extremamente limitada de recursos escassos, especialmente irídio e platina. Dentro de dez anos, a procura de irídio excederá largamente a sua disponibilidade. Além disso, contamos com um pequeno grupo de países para a sua concretização, com todos os riscos que isso implica.'

Avanço tecnológico

O facto de estarmos a reduzir o irídio necessário por um factor de 200, ao mesmo tempo que já alcançamos uma média de um terço do desempenho dos electrolisadores actuais, é um avanço tecnológico”, afirma Van der Burg. Pesquisadores do TNO do Faraday Lab em Petten, especializado em eletrólise, colaboraram com colegas do Holst Center em Eindhoven.

A TNO desenvolveu anteriormente aqui a tecnologia espacial de deposição de camada atômica (sALD), um método para aplicar camadas extremamente finas de materiais funcionais em grandes áreas de superfície. Essa tecnologia pretendia dar origem à próxima geração de telas de televisão, tablets e smartphones. A equipe de pesquisa também tornou a tecnologia aplicável a eletrolisadores.

“O facto de estarmos a reduzir o irídio necessário por um factor de 200, ao mesmo tempo que já alcançamos uma média de um terço do desempenho dos electrolisadores actuais, é um avanço tecnológico”, Lennart van der Burg, programador e promotor de negócios da TNO

Estabilidade demonstrada

A TNO passou os últimos dois anos experimentando a tecnologia sALD. Os pesquisadores aplicaram uma camada ultrafina de irídio como material catalisador em uma camada de transporte porosa de titânio, em vez de em uma membrana, como é atualmente habitual.

O funcionamento e a estabilidade do novo método foram comprovados após diversos testes de laboratório. Pouca ou nenhuma degradação ocorreu após o teste de estresse inicial. Além disso, a membrana do eletrolisador permanece livre de irídio, facilitando a reciclagem e a reutilização.

Ampliação necessária

Juntamente com um grupo de parceiros industriais líderes e dentro do programa Voltachem, a TNO está trabalhando para levar esta tecnologia promissora do laboratório para a prática. Para isso, o método precisa ser ampliado para uma escala piloto para demonstrar o seu funcionamento em condições da vida real.

“Ainda não chegámos lá”, avisa van der Burg. “Mostramos que a tecnologia funciona em laboratório, mas precisamos continuar a desenvolvê-la para melhorar sua vida útil, eficiência e nossa capacidade de produzi-la em escala. Anteriormente, o TNO e vários outros institutos de conhecimento europeus já solicitaram a definição de exigências sobre a utilização de materiais escassos na realização de grandes projetos-piloto.”

“Deverá ser possível aplicar a tecnologia em grande escala em 2030. Neste ano, a meta europeia de capacidade instalada de eletrólise está fixada em 40 GW, o que, espera-se, utiliza quantidades muito menores de materiais escassos.'

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Desenvolvimento inovador de eletrolisador: 200 vezes menos irídio necessário, 24 de outubro de 2022