Uma equipe de pesquisa do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST) desenvolveu recentemente um método inovador para melhorar a eficiência da produção de hidrogênio em aproximadamente 40%, aplicando uma camada de politetrafluoroetileno (PTFE) em componentes-chave de um eletrolisador. Esta pesquisa oferece uma solução simples e escalável para otimizar o processo de produção de hidrogênio por eletrólise da água, e as descobertas foram publicadas na revista *Advanced Science*, sendo selecionadas como artigo de capa. Os componentes do eletrolisador de água e o papel da camada de transporte de politetrafluoroetileno (PTL) são descritos.
Esta pesquisa foi liderada em conjunto pelo Professor Jung-Ki Yoo e pelo Professor Dong-Woo Lee, da Faculdade de Engenharia Química e de Energia da UNIST. A equipe resolveu com sucesso o problema das bolhas de hidrogênio que aderem à superfície do catalisador e dificultam a reação, aplicando PTFE (comercialmente conhecido como Teflon) na superfície da camada de transporte porosa de um eletrolisador de água com membrana de troca de prótons (PEM). Este revestimento permite que as bolhas de hidrogênio geradas se desprendam rapidamente, mantendo a área de contato efetiva dos sítios ativos do catalisador e, assim, melhorando a eficiência da eletrólise.
A pesquisa empregou um projeto específico: apenas a metade superior da camada de PTFE foi revestida, enquanto a metade inferior permaneceu intacta. Isso garante um suprimento constante de água para a camada catalítica, ao mesmo tempo que promove a remoção eficiente das bolhas de hidrogênio da superfície hidrofóbica revestida. Os resultados experimentais mostraram que a densidade de corrente do eletrolisador revestido com PTFE aumentou em 40% em comparação com o grupo não tratado, indicando um aumento significativo na taxa de produção de hidrogênio; simultaneamente, o aumento de tensão causado pelo acúmulo de bolhas também foi significativamente reduzido.
O professor Liu Zhengji afirmou: "Embora seja geralmente aceito que o aumento da hidrofilicidade da camada de PTFE possa melhorar o fornecimento de água e a eficiência, nossos resultados de pesquisa mostram que o revestimento hidrofóbico de PTFE pode, na verdade, aprimorar a remoção de hidrogênio e o desempenho geral." O professor Li Dongyu acrescentou: "O Teflon é um material bem conhecido e amplamente utilizado, o que facilita a implementação deste método. Como o sistema de eletrólise existente permanece inalterado, a aplicação deste revestimento também é muito simples."
O processo de revestimento é simples, exigindo apenas tratamento térmico após a pulverização, sem nanofabricação complexa. A equipe verificou com sucesso a viabilidade dessa tecnologia em uma PTL de grande escala com uma área de 225 centímetros quadrados, demonstrando seu potencial para produção em larga escala. Os pesquisadores apontaram que, além da eletrólise da água para produção de hidrogênio, esse método também se mostra promissor para aplicações em células a combustível, baterias metal-ar e outros sistemas eletroquímicos que envolvem a evolução de gases, fornecendo novas ideias para melhorias tecnológicas em áreas correlatas.
