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Eletrólise é uma reação de oxirredução e alternativa mais viável para produção de hidrogênio verde

Eletrólise é uma reação química de oxidação e redução (oxirredução) que acontece quando uma corrente elétrica é induzida para que dois compostos químicos reajam. Nesse processo, a energia elétrica é usada para produzir uma mudança química.

Um exemplo disso é a decomposição da água em hidrogênio e oxigênio por meio de uma corrente elétrica. A água, ao passar pela eletrólise, tem suas moléculas quebradas, formando gás hidrogênio e gás oxigênio.

Apesar de ter poucos íons, a água pode se tornar eletrolítica e dar origem ao hidrogênio verde, um combustível com alto potencial de uso na geração de energia.

Eletrólise: reação global

A eletrólise é um processo em que se utiliza um equipamento composto por quatro partes: uma fonte de corrente contínua, dois eletrodos, um eletrólito e a cuba eletrolítica, que é o recipiente onde ocorrerá a eletrólise.

Normalmente, todo esse equipamento é feito com uma bateria, que é a fonte de corrente, e dois pólos (polo positivo e polo negativo) fixados em duas tiras de metal imersos em água, na qual são adicionadas algumas gotas do eletrolítico — uma substância que, quando dissolvida em água, conduz uma corrente elétrica.

Nesse processo, atuam cátions e ânions. Os cátions são átomos que perdem elétrons e adquirem carga positiva. Já os ânions são átomos que recebem elétrons e ficam carregados negativamente.

As reações de oxirredução do processo eletrolítico se resumem em um cátion que sofre redução no cátodo e um ânion que sofre oxidação no ânodo.

Assim, na eletrólise, a corrente elétrica flui de um pólo da bateria para um eletrodo que é o cátodo. Íons de hidrogênio positivos (H+) no eletrólito pegam elétrons do eletrodo e, por fim, tornam-se moléculas de hidrogênio neutras (H2).

Nesse processo, também há a reação anódica. O ânodo é o eletrodo em uma célula eletrolítica pelo qual os elétrons se movem do eletrólito para a bateria.

Dessa forma, ele é conectado no segundo pólo, pelo qual os elétrons entram na bateria. Nesse caso, os elétrons são retirados do eletrólito, dos íons hidróxido carregados negativamente (OH-), e realimentados na bateria formando, por fim, o gás oxigênio.

Uso da eletrólise na indústria

Na indústria, a eletrólise é utilizada para extração de determinadas substâncias. Um exemplo são os metais muito reativos que só podem ser extraídos dos seus minérios através da eletrólise.

Outro processo é o de purificação. Os metais extraídos podem conter outros metais como impurezas e a eletrólise é usada para purificar esses metais. Nessa situação, o eletrólito utilizado é uma solução aquosa de sal e do metal. O alumínio, por exemplo, para se tornar alumínio puro, passa pelo processo de eletrólise.

Eletrólise para a produção de hidrogênio verde

Eletrólise
Imagem de Linus Nylund no Unsplash

O hidrogênio desempenha uma função importante na transição energética. Mas grande parte desse elemento químico tem sido extraída a partir do metano, em um processo que acaba liberando toneladas de CO2 por ano para a atmosfera.

A eletrólise da água é considerada uma alternativa a esse processo, sendo o método mais viável para a produção de hidrogênio verde, uma vez que os processos eletrolíticos podem resultar em zero emissões de gases de efeito estufa, dependendo da fonte de eletricidade usada.

Nesse contexto, há empresas, como a HydrogenPro AS, que se dedicam ao desenvolvimento e fabricação de eletrolisadores, dispositivos que produzem hidrogênio pelo processo de eletrólise da água.

Ao mesmo tempo, outras empresas, como a Mitsubishi Heavy Industries, utilizam dessas alternativas para impulsionar a descarbonização de seus setores.