Avaliação da produção de H2 por meio da eletrólise alcalina, na presença de nanofluidos de grafeno
Hidrogênio verde; eletrólise alcalina; membrana de troca aniônica; nanofluidos de grafeno; área superficial eletroquimicamente ativa.
O contínuo crescimento populacional e econômico tem intensificado a crise dos combustíveis fósseis e as emissões de gases de efeito estufa, tornando a transição energética uma prioridade global. Nesse cenário, o hidrogênio verde desponta como uma alternativa limpa e promissora, especialmente quando gerado por processos de eletrólise da água alimentados por fontes renováveis. Entre as tecnologias disponíveis, a eletrólise alcalina com membrana de troca aniônica (AEM) destaca-se por sua viabilidade e potencial de descarbonização. Contudo, a eficiência desse processo é frequentemente limitada por elevadas sobretensões e perdas energéticas nos eletrodos. Para superar esses obstáculos, este trabalho tem como objetivo o aumento da eficiência eletroquímica e a redução de perdas energéticas no sistema eletrolítico através do uso de nanofluidos compostos por derivados de grafeno dispersos no meio reacional. A metodologia adotada baseou-se em uma síntese eletroquímica adaptada para obtenção de nanofolhas à base de grafeno apresentando boa estabilidade coloidal em meio aquoso e elevada condutividade elétrica. O nanomaterial sintetizado foi caracterizado pelas técnicas de difratometria de raios X (DRX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura (MEV), indicando sua estrutura e morfologia de folhas interconectadas com preservação do domínio grafítico. Posteriormente, os nanofluidos foram aplicados ao eletrólito alcalino e submetidos a ensaios eletroquímicos de voltametria linear, cronoamperometria e eficiência faradaica para quantificar a conversão de carga em gás. A partir das avaliações realizadas, verificou-se que a presença do nanomaterial disperso proporcionou um aumento na área superficial eletroquimicamente ativa (ECSA), fornecendo mais sítios para a reação. Por conseguinte, os resultados indicam um ganho na eficiência global do processo eletrolítico, evidenciando que a integração de nanofluidos de grafeno em sistemas alcalinos constitui uma rota eficaz para o avanço da produção sustentável de energia.