Recentemente, a equipe do Dr. Dirk Henkensmeier, do Centro de Pesquisa de Hidrogênio e Células a Combustível do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KIST), desenvolveu com sucesso uma nova membrana de solvatação iônica adequada para condições de baixa alcalinidade. Essa membrana melhora significativamente a condutividade iônica, mantendo alta estabilidade, representando um avanço tecnológico fundamental para a produção eficiente e de baixo custo de hidrogênio verde. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista acadêmica Nature Energy.
A tecnologia tradicional de eletrólise alcalina da água é limitada pelos altos custos do sistema, pela degradação do desempenho a longo prazo e pela alta necessidade de manutenção, o que dificulta sua aplicação comercial em larga escala. Para solucionar esse problema, a equipe do KIST projetou um novo material de membrana cuja estrutura evita os problemas de degradação de desempenho comuns em operações de longa duração, permitindo a absorção e retenção estáveis do eletrólito. Os experimentos mostram que, mesmo em ambientes alcalinos de alta temperatura e baixa concentração, essa membrana pode manter um excelente desempenho eletroquímico por um longo período e realizar a separação de hidrogênio e oxigênio de forma eficaz, atendendo aos requisitos de segurança operacional.
Mais importante ainda, esta membrana permite o transporte eficiente de íons em condições de alcalinidade relativamente baixa, e seu desempenho na produção de hidrogênio é superior ao das membranas comerciais existentes. Essa característica permite que o eletrolisador utilize catalisadores de baixo custo e opere de forma estável em pressões de célula mais baixas, reduzindo significativamente o consumo de energia — um componente importante do custo da produção de hidrogênio por eletrólise da água. Simultaneamente, a vida útil prolongada da membrana reduz a frequência de substituição e as necessidades de manutenção, diminuindo os custos gerais tanto do ponto de vista do investimento quanto da operação.
Essa tecnologia, baseada no conceito de eletrólise da água com membrana solvente iônica de baixa alcalinidade, oferece flexibilidade para aplicações em diversos sistemas, podendo melhorar a operabilidade do sistema e reduzir ainda mais os custos. Atualmente, o mercado global de membranas para eletrólise é dominado por empresas europeias e americanas. Essa conquista não só ajuda a Coreia do Sul a alcançar a localização de materiais-chave e a substituição de importações, como também estabelece as bases para a exportação da tecnologia de eletrólise para países produtores de hidrogênio, aumentando a competitividade tecnológica e a posição industrial da Coreia do Sul no setor global de hidrogênio verde. O Dr. Henkensmeier destacou que esta pesquisa rompe com a tradicional relação de compromisso entre desempenho, estabilidade e custo, apontando o caminho para a melhoria simultânea dos três aspectos, e espera-se que ajude a reduzir o custo do hidrogênio verde e a fortalecer as vantagens tecnológicas da Coreia do Sul nessa área.
