Nas velhas aulas de química no ensino fundamental todos nós aprendemos que a molécula da água é formada por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio, o que resulta na fórmula H₂O. Um dos experimentos mais legais que lembro de ter feito naqueles tempos foi separar esses dois elementos por meio da eletrolise. Pesquise sobre isso – é muito legal! 

Nesse experimento, os gases resultantes da eletrólise ficavam presos em tubos de ensaio. No tubo onde se encontrava o oxigênio, o professor colocava um fósforo aceso – a chama aumentava nitidamente (o fogo é uma reação química que depende do oxigênio). No tubo com hidrogênio, o professor fazia uma pequena manobra e víamos uma pequena nuvem queimando na boca do tubo de ensaio. 

A combustão do hidrogênio é bastante conhecida e tem inúmeras aplicações em nosso dia a dia. É muito comum, por exemplo, encontrarmos cilindros de hidrogênio em oficinas mecânicas – o cilindro é acoplado a um maçarico através de uma mangueira e a chama criada é usada na soldagem de peças metálicas. 

Em anos mais recentes, o uso do hidrogênio como um combustível verde vem atraindo a atenção de empresas e de pesquisadores. O hidrogênio poder ser queimado diretamente em um motor ou pode ser usado em uma célula de combustível para gerar eletricidade. A foto que ilustra esta postagem mostra um veículo experimental que utiliza célula de hidrogênio.

Apesar de ser um combustível ecologicamente correto, a produção do hidrogênio é cara e “suja” do ponto de vista ambiental. A maior parte do hidrogênio usado no mundo atualmente é produzido a partir da reforma do gás natural, um processo que libera resíduos. 

Acaba de surgir uma “luz” no fim do túnel, que poderá revolucionar a produção e o uso desse combustível: cientistas da Universidade de Tecnologia de Viena, na Áustria, desenvolveram uma tecnologia que permite a separação fotocatalítica do hidrogênio da água. Ou seja – será possível produzir hidrogênio a partir da luz do sol ou de qualquer outra fonte artificial. 

A solução encontrada pelos cientistas foi a criação de catalisadores de baixo que conseguem quebrar as moléculas da água usando a luz como fonte de energia, separando o hidrogênio e o oxigênio. Além da quebra da molécula, o processo também requer a transformação dos átomos de oxigênio em gás – o O₂, e os íons de hidrogênio restantes no gás – H₂. 

Esses catalisadores foram feitos usando nanopartículas inorgânicas, formadas por apenas alguns átomos, ancoradas em uma superfície de suporte contendo materiais absorvedores de luz, como o óxido de titânio. As nanopartículas que realizam a oxidação do oxigênio são compostas de cobalto, tungstênio e oxigênio. No caso do hidrogênio, as nanopartículas utilizam enxofre e molibdênio. 

De acordo com Alexey Cherevan, um dos cientistas responsáveis pelo experimento, “o óxido de titânio é sensível à luz, isso já era bem conhecido. A energia da luz absorvida leva à criação de elétrons livres e cargas positivas livres no óxido de titânio. Essas cargas então permitem que os aglomerados de átomos assentados nesta superfície facilitem a divisão da água em oxigênio e hidrogênio.”  

O experimento demonstrou que o uso desses elementos fotossensíveis é funcional para a quebra das moléculas da água. O próximo passo da pesquisa será ajustar ainda mais a estrutura desses elementos para obter eficiências ainda maiores. Os cientistas garantem que, apesar de ainda estar na fase laboratorial, os fundamentos do estudo permitirão alcançar rapidamente uma escala de produção a nível industrial. 

Conforme comentamos frequentemente aqui nas postagens do blog, o mundo está vivendo uma profunda e complicada crise energética. O capítulo mais recente foi criado pelo conflito entre a Rússia e a Ucrânia. Um dos maiores produtores mundiais de petróleo e gás, a Rússia passou a sofrer uma série de embargos internacionais e impedida de exportar sua produção. 

E os desdobramentos dessa crise já estão impactando o meio ambiente. Dias atrás falamos do caso da destruição de uma floresta de 12 mil anos na Alemanha para a exploração de lignite ou carvão marrom, um combustível fóssil que voltou a ser essencial para o país, um dos mais prejudicados pelo boicote internacional aos combustíveis russos. 

O gás natural passou a representar um verdadeiro trunfo ambiental na Europa ao longo das últimas décadas. Apesar de ser um combustível fóssil, o gás muito menos poluente que o carvão mineral que era queimado em usinas termelétricas. Novas unidades geradoras de energia elétrica a gás natural passaram a ser construídas em todo o mundo, especialmente na Europa. 

Na Alemanha, que é o caso mais dramático da dependência do gás russo, cerca de 55% do combustível é importado, sendo que 50% vem atualmente da Rússia. Como alternativa emergencial, a Alemanha tem aumentado a participação das antigas centrais termelétricas a carvão ainda em atividade, além de estar revendo seu programa de desmantelamento das centrais nucleares. 

A perspectiva de se produzir grandes volumes de hidrogênio a baixo custo usando a luz, especialmente a solar, e usar como fonte de energia abre possibilidade ilimitadas para a economia mundial. Também é importante se destacar que falamos de um dos combustíveis mais limpos que se conhece. 

Que continuem os trabalhos desses cientistas… 

A Justiça da Alemanha liberou há poucos dias atrás a supressão da vegetação de uma floresta com de 5,5 mil hectares na região de Lützerath, no Estado da Renânia do Norte-Vestfália, o coração industrial da Alemanha. Conforme apresentamos em uma postagem anterior, essa floresta se formou há aproximadamente 12 mil anos. 

Os solos dessa região são ricos em lignite ou o carvão marrom, um combustível fóssil altamente poluente, porém, essencial num momento em que o país vive uma crise energética sem precedentes. Com o conflito entre a Rússia e a Ucrânia, a Alemanha poderá perder mais de 55% do seu fornecimento de gás – então, vale tudo para manter a economia da “locomotiva da Europa” em movimento. 

Além das questões energéticas, o conflito entre os dois países eslavos representa uma dupla ameaça para a produção e o fornecimento de alimentos no mundo. Em primeiro lugar pela grande produção de fertilizantes na Rússia e na Bielorrússia, seu Estado aliado. O Brasil, citando um exemplo, é um dos grandes produtores de alimentos do mundo e um grande dependente dessas importações. 

Também é preciso lembrar que tanto a Rússia quanto a Ucrânia são grandes produtores de grãos e outros produtos de origem vegetal como é o caso do óleo de semente de girassol. Para se ter uma ideia do tamanho do problema – os dois países respondem juntos por 30% da produção mundial de trigo. A commodity subiu muito nos últimos meses e há sérios riscos de desabastecimento no mercado mundial. 

Governos de todo o mundo tem buscado outras alternativas e os países produtores de grãos como o Brasil vem sendo estimulados a aumentar suas respectivas produções. Recentemente, a diretora-geral da OMC – Organização Mundial do Comércio, a nigeriana Ngozi Okonjo-Iweala, esteve aqui no nosso país e fez questão de destacar a importância do Brasil como produtor mundial de alimentos. 

A segurança alimentar do mundo virou uma prioridade política em vários países e tema frequente do discurso de muitos políticos. Infelizmente, como vem sendo observado no setor energético, a exemplo da derrubada da floresta milenar na Alemanha, o aumento da produção de alimentos tem se voltado contra a preservação ambiental. 

Um exemplo preocupante vem dos Estados Unidos – depois de muita pressão por parte dos produtores rurais, o USDA – Departamento de Agricultura norte-americano, vai permitir o uso de áreas ambientalmente sensíveis para o plantio de alimentos. Entre as justificativas estão a necessidade de se aumentar a produção e garantir a segurança alimentar do mundo. 

O USDA possui um programa de estímulo à criação de áreas de conservação (CRP – Conservation Reserve Program), onde os produtores participantes recebem um valor em dinheiro do Governo Federal. Essa “autorização” permitirá que os produtores que estejam no seu último ano de contrato utilizem essas áreas de conservação. 

Os contratos duram entre 10 e 15 anos e visam principalmente áreas sensíveis como encostas de morros, matas ciliares e áreas no entorno de nascentes. A adesão é voluntária e o produtor se compromete a proteger essas áreas. Os valores pagos pelo Governo são proporcionais ao tamanho da área preservada. 

Em tempos de forte demanda por grãos e alimentos, onde os preços dos produtos estão com forte alta, deixa de ser interessante aos produtores receber os valores contratados com o USDA. Aliás, foram as associações de produtores rurais norte-americanos as maiores lobistas a favor dessa mudança nas “regras do jogo”. 

Na mesma balada, o USDA também anunciou a flexibilização de programas de incentivo à qualidade ambiental e também no manejo e conservação. Segundo as autoridades do país, essas flexibilizações nas regras ambientais são provisórias e deverão durar enquanto reinar o clima de insegurança alimentar no mundo. 

Fazendo uma analogia com a agricultura brasileira, essas mudanças nas regras seria o equivalente a liberar o uso das áreas de preservação permanente nas propriedades rurais brasileiras conforme determina o Código Florestal Brasileiro. Só para lembrar – em áreas do Cerrado, por exemplo, a área a ser preservada equivale a 50% do tamanho da propriedade rural; na Amazônia, essa área corresponde a 80% da área total da propriedade. 

Imaginem qual seria a reação de países como a França, um grande produtor agrícola, a uma decisão nessa linha pelas autoridades aqui do Brasil. Em 2020, durante as famosas queimadas na região Amazônica naquele ano, o Presidente da França – Emmanuel Macron, chegou a ameaçar o Brasil com ataques de armas nucleares caso a destruição da floresta não cessasse. 

Será que Macron e outros líderes internacionais que falaram grosso com o Brasil vão ameaçar o Presidente dos Estados Unidos, Joe Biden, por esse afrouxamento nas regras ambientais? 

Fica a pergunta no ar…