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Novas tecnologias, energeticamente eficientes e econômicas, utilizam ureia encontrada na urina e em águas residuais para gerar hidrogênio verde
12 de maio de 2025, 12:22

Fonte

Crispin Savage, Universidade de Adelaide

Publicação Original

Universidade de Adelaide

Áreas

Carbono, Engenharia Ambiental, Engenharia de Energia, Gestão de Resíduos, Química Verde, Saneamento, Sustentabilidade

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Resumo

Novos sistemas exclusivos mostram que há alternativas inovadoras para a geração econômica de hidrogênio ‘verde’, uma fonte de energia sustentável e renovável.

Normalmente, o hidrogênio é gerado por meio da eletrólise, que separa a água em oxigênio e hidrogênio. É uma tecnologia promissora para ajudar a enfrentar a crise energética global, mas o processo consome muita energia, o que o torna proibitivo em termos de custo quando comparado à extração de hidrogênio de combustíveis fósseis (hidrogênio cinza), um processo indesejável devido às emissões de carbono.

Mas um sistema de eletrólise que gera hidrogênio a partir de ureia consome significativamente menos energia.

Apesar dessa vantagem, os sistemas existentes à base de ureia enfrentam diversas limitações, como as baixas quantidades de hidrogênio extraíveis e a geração de subprodutos nitrogenados indesejáveis ​​(nitratos e nitritos), que são tóxicos e competem com a produção de hidrogênio, reduzindo ainda mais a eficiência geral do sistema.

Mas, recentemente, pesquisadores da Universidade de Adelaide, na Austrália, lideraram uma equipe que desenvolveu dois sistemas de eletrólise à base de ureia que superam esses problemas e podem gerar hidrogênio verde a um custo que, segundo os cientistas, é comparável ou inferior ao custo de produção do hidrogênio cinza.

A pesquisa para cada sistema foi publicada em artigos separados: um na revista científica Angewandte Chemie International Edition e o outro na revista científica Nature Communications.

“Precisamos reduzir o custo de produção de hidrogênio, mas de forma neutra em carbono. O sistema em nosso primeiro artigo, embora utilize um sistema exclusivo sem membranas e um novo catalisador à base de cobre, utilizou ureia pura, produzida pelo processo de síntese de amônia Haber-Bosch, que consome muita energia e libera muito CO2. Resolvemos isso usando uma fonte verde de ureia – urina humana – que é a base do sistema examinado em nosso segundo artigo”, destacou o Dr. Yao Zheng, professor da Universidade de Adelaide.

A urina ou a ureia também podem ser obtidas de esgoto e outras águas residuais com alto teor de resíduos nitrogenados.

“No primeiro sistema, desenvolvemos um sistema inovador e altamente eficiente de eletrólise de ureia sem membranas para a produção de hidrogênio de baixo custo. No segundo sistema, desenvolvemos um novo mecanismo de oxidação mediado por cloro que utilizou catalisadores à base de platina em suportes de carbono para gerar hidrogênio a partir da urina”, afirmou o Dr. Shizhang Qiao, professor da Escola de Engenharia Química da Universidade de Adelaide.

A partir destes resultados, a equipe de pesquisa pretende desenvolver catalisadores de metais não preciosos para a construção de sistemas de tratamento de urina e águas residuais sem membranas, alcançando uma recuperação de hidrogênio verde de menor custo e, ao mesmo tempo, remediando o ambiente de águas residuais.

Em suas publicações, o Portal SciAdvances tem o único objetivo de divulgação científica, tecnológica ou de informações comerciais para disseminar conhecimento. Nenhuma publicação do Portal SciAdvances tem o objetivo de aconselhamento, diagnóstico, tratamento médico ou de substituição de qualquer profissional da área da saúde. Consulte sempre um profissional de saúde qualificado para a devida orientação, medicação ou tratamento, que seja compatível com suas necessidades específicas. 

Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Yao Zheng

Professor da Escola de Engenharia Química da Universidade de Adelaide

Dr. Shizhang Qiao

Professor de Materiais Avançados da Escola de Engenharia Química da Universidade de Adelaide

Instituições Citadas

Universidade de Adelaide

Publicação

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a revista científica Nature Communications (em inglês).

Mais Informações

Acesse o resumo do artigo publicado na revista Angewandte Chemie International Edition (em inglês).

Acesse a notícia original completa na página da Universidade de Adelaide (em inglês).

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