Um material produzido com elementos abundantes por meio de uma técnica amplamente utilizada na indústria torna mais eficiente o eletrolisador de membrana de troca aniônica – equipamento promissor para a produção de hidrogênio de baixo carbono.

“Os avanços conseguidos neste trabalho ajudam a tornar a tecnologia mais confiável, eficiente e economicamente atrativa para aplicações futuras”, diz a professora Lucia Helena Mascaro (UFSCar), que liderou a pesquisa. Lucia é vice-coordenadora do Programa Hidrogênio de Baixo Carbono do CINE e diretora de Pesquisa do CDMF.

Eletrolisadores são equipamentos que utilizam eletricidade para dividir a molécula de água, gerando hidrogênio. Quando a eletricidade provém de fontes renováveis, o hidrogênio gerado é considerado “verde”.

Em particular, os eletrolisadores de membrana de troca aniônica são facilmente integráveis a fontes renováveis de eletricidade, além de apresentarem a robustez de outros tipos de eletrolisadores que já estão consolidados no mercado. Por outro lado, esses equipamentos têm baixa eficiência nos eletrodos, que são os componentes responsáveis pela divisão da água.

Buscando superar essa limitação, pesquisadores da UFSCar e da EMBRAPA colaboraram com cientistas de instituições da Alemanha para desenvolver eletrodos mais eficientes do que os eletrodos convencionais, os quais são baseados em ionômeros (materiais do grupo dos polímeros).

“A pesquisa reuniu a expertise do grupo alemão no desenvolvimento e operação de eletrolisadores com o nosso know-how na síntese de catalisadores, especialmente por meio da técnica de eletrodeposição”, conta a professora Lucia.

A equipe científica usou elementos abundantes no planeta (níquel, ferro e enxofre) para desenvolver um filme fino nanoestruturado que combina durabilidade, grande área superficial, excelente condução elétrica e baixa resistência à transferência de carga.

O filme foi depositado sobre um dos eletrodos do equipamento (o ânodo), composto por fibras de níquel. Finalmente, os autores realizaram testes em escala laboratorial, em condições controladas, completando uma etapa que é fundamental para a posterior aplicação em larga escala. Um dos resultados principais do trabalho foi reduzir a tensão necessária para realizar a eletrólise da água no equipamento.

“Esse revestimento funcional transformou a superfície metálica em um sistema altamente eficiente para a produção de hidrogênio, garantindo boa condutividade elétrica e estabilidade durante a operação”, explica a professora Lucia.

A principal inovação desta pesquisa foi o uso estratégico da técnica de eletrodeposição na síntese e deposição do material. De fato, esse método, que é amplamente usado na indústria, permitiu controlar com precisão a morfologia e a microestrutura do material. O resultado foi um filme uniforme, livre de fissuras e altamente aderente.

A nova abordagem permite desenvolver eletrolisadores de membrana de troca aniônica mais eficientes e duráveis, oferecendo um caminho promissor para futuras aplicações na produção sustentável de hidrogênio.

A pesquisa contou com financiamento da FAPESP, Shell, CNPq e Finep, além do suporte estratégico da ANP.

Referência do artigo científico: Marina Medina, Anelisse Brunca da Silva, Lu Xia, Wulyu Jiang, Andreas Glüsen, Caue Ribeiro, Lucia Helena Mascaro. Tailoring NiFeS microstructure through electrodeposition for high-performance anion exchange membrane water electrolysis. Journal of Power Sources. Volume 657, 30 November 2025, 238128. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2025.238128.

Membros do CINE que participaram do trabalho: Anelisse Brunca da Silva, Caue Ribeiro e Lucia Helena Mascaro.