Institucional

Todos os campi

UFV lidera pesquisas para obtenção de hidrogênio sustentável usando nióbio como catalisador

03/02/2025

A UFV pode se tornar uma referência nacional no desenvolvimento de tecnologia para obtenção de hidrogênio sustentável para produção de combustível, fertilizantes e outros produtos industriais. A demanda por energias renováveis ganha força a cada dia com o agravamento das mudanças climáticas e o hidrogênio é uma das alternativas altamente viáveis.

Em 2024, o Brasil aprovou um Marco Legal que criou regras para promover o fortalecimento da indústria do hidrogênio de baixo carbono no país, a fim de gerar empregos e estimular ações focadas em pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias. É aí que entra o trabalho da Rede de Hidrogênio de Minas Gerais, uma equipe de 21 pesquisadores de sete instituições mineiras de pesquisas, liderada pela professora Renata Pereira Lopes Moreira, do Departamento Química da UFV. O objetivo é encontrar soluções para um grande problema do hidrogênio: o gás é um ótimo gerador de energia, mas é altamente inflamável e, portanto, difícil e perigoso de ser transportado.

O processo químico utiliza nióbio para obtenção de H₂ a partir de bagaço

Há ainda outro gargalo a ser resolvido: a água (H₂O) é uma fonte promissora, mas retirar o gás hidrogênio desta substância requer um grande consumo de energia elétrica, que torna o processo pouco sustentável ambiental e economicamente. Por isso, os pesquisadores mineiros estão focados em extrair o hidrogênio da biomassa de bagaços, como o da cana, por exemplo, produzindo hidrogênio sustentável. O desafio é químico e uma das diversas soluções tecnológicas desenvolvidas já está em fase de obtenção de patente para a UFV.

 

Síntese segura e viável

Renata Lopes Moreira explica que resíduos de biomassa, como o bagaço de cana, são uma fonte rica de ácido fórmico, um armazenador de hidrogênio. No entanto, para que o H₂ se desprenda desta molécula, é preciso encontrar materiais que acelerem a reação química e separem o hidrogênio na forma gasosa, de modo que a síntese seja segura e viável econômica e ambientalmente. Os pesquisadores da Rede trabalham num processo conhecido como designer de catalisadores - este é o ponto principal da tecnologia: “nós estamos obtendo ótimos resultados usando, como catalisador, o nióbio, um elemento químico abundante no Brasil, sobretudo em Minas Gerais”, diz a professora.

Jemmyson Romário de Jesus, também professor do Departamento de Química e integrante da Rede Hidrogênio, esclarece que o processo químico de retirar o H₂ do ácido fórmico gera CO₂, um gás causador do efeito estufa, o que seria um problema ambiental. No entanto, a tecnologia permite que o CO₂ que restou seja recapturado e reconvertido em ácido fórmico, podendo gerar mais H₂. “Tem-se, portanto, um ciclo de carbono neutro, em que o CO₂ é esgotado, sem ir para a atmosfera, gerando o efeito estufa. Por praticamente fechar a cadeia de aproveitamento sem gerar poluição, este processo, chamado de produção de hidrogênio sustentável, é o que deseja um mundo ameaçado pelas mudanças no clima”, afirma.

Segundo Tiago Almeida Silva, outro professor do Departamento de Química e membro da equipe, como a liberação do H₂ é controlada pelos catalisadores, é possível obter o gás hidrogênio sob demanda, para ser consumido imediatamente, sem que precise ser estocado. “O hidrogênio tem muito potencial de uso. Podemos produzir combustíveis, mas também fertilizantes à base de amônia”, diz.

Os professores Thiago, Renara e Jemmysson, do Departamento de Química da UFV

De acordo com Renata Moreira, os pesquisadores da UFV já dominam a obtenção de H₂ a partir do ácido fórmico como armazenador e o Departamento de Química tem laboratórios bem equipados para essas pesquisas. No entanto, "o trabalho em rede tem sido fundamental para a obtenção de catalisadores diferentes, mas que podem ser usados com diversos propósitos de obtenção de H₂”, explica.

A Rede trabalha ainda no desenvolvimento de tecnologias que reduzam preço e deem escala na produção do gás hidrogênio. Os processos têm sido financiados pela Secretaria de Desenvolvimento Econômico de Minas Gerais (Sede), que vê na produção de energia limpa e no aproveitamento do bagaço de cana e do nióbio boas oportunidades para a geração de empregos e bons negócio para o estado.

 

A UFV como referência

Ao conhecer o trabalho dos pesquisadores, o reitor da UFV, Demetrius David da Silva, viu nas tecnologias oportunidades para a geração de energia renovável e para o fortalecimento da indústria do hidrogênio de baixo carbono em Minas Gerais. Por isso, viabilizou, em janeiro, a apresentação do projeto para a equipe da Sede e da Subsecretaria de Ciência, Tecnologia e Inovação (Subinova) do Estado de Minas Gerais visando ao financiamento e ao enquadramento das pesquisas como projeto estratégico para o estado.

Além da UFV, fazem parte da Rede de Hidrogênio de Minas Gerais as seguintes instituições: Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Universidade Federal de Itajubá (Unifei), Universidade Federal de Ouro Preto (Ufop), Universidade Federal de São João del-Rei (UFSJ), Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM) e Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (Cefet-MG).  

 

As pesquisas citadas são financiadas com recursos da Fapemig e CNPq.

A pesquisa citada nesta matéria está alinhada aos itens 7 (Energia Limpa e Acessível), 9,(Indústria, Inovação e Infraestrutura), 12 (Consumo e Produção Responsáveis) e 13 (Ação Contra a Mudança Global do Clima) dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS).