Dispositivo criado por cientistas nos EUA funciona sem eletricidade externa, produz combustível limpo e purifica água salgada com alta eficiência.
Por: Redação Portal Sustentabilidade
Uma equipe de pesquisadores da Universidade Cornell, em parceria com o MIT e outras instituições, desenvolveu um dispositivo inovador que utiliza apenas luz solar e água do mar para produzir hidrogênio verde e água potável. A solução, batizada de HSD-WE (Hybrid Solar Distillation–Water Electrolysis), é uma resposta promissora a dois dos maiores desafios do século: a crise hídrica e a necessidade urgente de fontes limpas de energia.
Compacto, com apenas 10 x 10 centímetros, o dispositivo alia eletricidade fotovoltaica e calor solar residual para maximizar o aproveitamento da energia solar — um diferencial importante, já que painéis solares comuns desperdiçam até 70% da radiação absorvida em forma de calor. No HSD-WE, esse calor é utilizado para evaporar a água do mar, que é então condensada em água limpa e alimenta diretamente um eletrolisador movido pela energia solar.
Alta eficiência e operação sustentável
A tecnologia alcançou uma eficiência solar-para-hidrogênio (STH) de 12,6%, considerada altíssima para métodos que utilizam água do mar. Além disso, o sistema gera 35,9 litros de hidrogênio por metro quadrado por hora e 1,2 litro de água potável no mesmo intervalo, sem necessidade de infraestrutura elétrica externa ou sistemas de dessalinização tradicionais.
Em testes realizados ao ar livre, mesmo em dias parcialmente nublados, a eficiência manteve-se alta (12,3%), confirmando sua viabilidade para operação em condições reais. O sistema também resfria os próprios painéis solares, aumentando sua eficiência e vida útil — um bônus adicional para integração em fazendas solares já existentes.
Além dos ganhos técnicos, o estudo trouxe uma análise econômica animadora: o custo atual do hidrogênio verde, hoje estimado em US$ 10/kg, pode cair para US$ 1/kg com operação contínua ao longo de 15 anos. Isso se deve à operação passiva do sistema, que elimina custos com eletricidade e água purificada, reduzindo drasticamente o OPEX (custo operacional).
Escalabilidade e potencial global
Com base em simulações usando dados de irradiação solar global, os cientistas estimam que a aplicação da tecnologia em apenas 0,06% da superfície terrestre poderia atender à demanda mundial projetada de hidrogênio verde para 2050, equivalente a 4.500 milhões de toneladas por ano.
Além disso, a água gerada pelo sistema tem pureza de até 0,0002% de salinidade, muito abaixo do limite estabelecido pela OMS para água potável, e suficiente para alimentar continuamente o processo de eletrólise — dispensando a captação de água potável externa.
Sol e mar são os recursos mais abundantes do planeta. Combiná-los para produzir energia limpa e água potável pode transformar radicalmente nossa abordagem frente às mudanças climáticas e à escassez hídrica, afirma o pesquisador principal, Lenan Zhang.
Com design modular, baixo custo e operação totalmente off-grid, o HSD-WE é especialmente promissor para comunidades isoladas, regiões costeiras e países em desenvolvimento, onde o acesso à água e energia limpa ainda é limitado.
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