UFPB desenvolve solução inovadora com planta encontrada no Semiárido para produção de hidrogênio verde

Um estudo realizado por pesquisadores da Universidade Federal da Paraíba (UFPB) propõe uma solução mais barata para a produção de hidrogênio verde, fonte de energia considerada uma alternativa aos combustíveis fósseis. Essa solução está na salsa-brava (Ipomoea asarifolia), uma planta abundante no Semiárido paraibano e em áreas de restinga.

A pesquisa foi publicada no periódico International Journal of Hydrogen Energy, que possui fator de impacto 8.1 e qualis A1 do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), evidenciando a relevância científica e a qualidade do trabalho desenvolvido.

A salsa-brava foi escolhida devido às suas propriedades químicas naturais e fácil disponibilidade na região. As folhas da planta foram coletadas na estação seca (setembro a dezembro), lavadas e secadas em temperatura ambiente para, posteriormente, seguir na produção de extratos, que serviram como base para a síntese de nanopartículas de óxido de níquel (NiO), empregadas como catalisadores na Reação de Evolução de Oxigênio (OER), etapa fundamental no processo de geração do hidrogênio. O principal método de obtenção do gás é por eletrólise da água, ou seja, a decomposição química da água em  hidrogênio (H2) e oxigênio (O2) a partir da passagem de uma corrente elétrica. 

Os resultados mostraram que o uso do extrato da salsa-brava reduziu significativamente o consumo de energia necessário para a quebra das moléculas de água, destacando-se como uma opção mais econômica e ecológica aos catalisadores comerciais de alto custo, como os óxidos de rutênio (RuO2) e irídio (IrO2). 

Para quebrar uma molécula de água, é necessário um mínimo de 1,23 Volts de energia. No entanto, segundo o pesquisador Giovani Luiz da Silva, mestrando do Programa de Pós-Graduação em Química (PPGQ) da UFPB, é necessário energia extra, conhecida tecnicamente como energia sobrepotencial, para manter a reação de decomposição química da água. Graças ao uso da planta, o processo consumiu o mínimo possível dessa energia extra, garantindo que a reação ocorresse de maneira eficaz e estável. 

“Entretanto, na realidade, para que essa reação continue acontecendo de forma eficaz, gastamos mais energia. Essa energia extra chamamos de sobrepotencial. Nossas amostras apresentam sobrepotencial de 307 e 316 mV, o que é considerado excelente”, afirmou Giovani.

Para entender os impactos de fatores como temperatura e tipo de solvente, os experimentos, realizados de 2022 a 2024 no Laboratório de Compostos de Coordenação e Química de Superfície (LCCQS) da UFPB, também envolveram a avaliação dos catalisadores em diferentes meios – aquoso (H) e etanólico (E) – e em diferentes temperaturas de calcinação, processo que consiste em aquecer uma substância sólida a altas temperaturas. As amostras, independente do meio, submetidas a 300ºC foram as que tiveram os menores sobrepotenciais e, consequentemente, os melhores resultados. 

“Esses resultados reforçam a previsão de uma metodologia sustentável para o desenvolvimento de eletrocatalisadores eficientes, impulsionando a produção de hidrogênio de forma econômica e ambientalmente responsável”, concluiu Giovani. 

Pesquisadores envolvidos e entidades apoiadoras 

Além de Giovani, o docente Fausthon Fred da Silva, orientador do trabalho baseado na dissertação de Giovani, os professores Rubens Teixeira de Queiroz e Daniel Araújo Macedo, bem como os estudantes da pós-graduação da UFPB Johnnys da Silva Hortencio, João Pedro Gonçalves de Souza Soares e  Annaíres de Almeida Lourenço, integram a equipe envolvida na pesquisa. 

O estudo teve o apoio do Governo do Estado da Paraíba, por meio de edital da Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado da Paraíba (Fapesq) em parceria com a Secretaria de Estado da Ciência, Tecnologia, Inovação e Ensino Superior (Secties).