A corrida global pelo hidrogênio verde ganhou um novo capítulo técnico — e surpreendente. Um estudo publicado nesta semana na Nature Communications demonstra que, em eletrólise de água operando em correntes industriais, o desempenho deixa de ser dominado pela área eletroquimicamente ativa do eletrodo e passa a depender, sobretudo, da dinâmica das bolhas formadas durante a reação.

A conclusão desafia duas décadas de consenso em engenharia eletroquímica. Até cerca de 1 A/cm², ampliar a área ativa e a atividade catalítica é o caminho clássico para ganhar eficiência. Acima disso — patamar exigido pela indústria — as bolhas de oxigênio passam a cobrir sítios ativos no ânodo, bloquear a difusão de água pela membrana e provocar escassez hídrica no cátodo, elevando perdas e instabilidade.

“Em altas densidades de corrente, não basta ter mais área ativa; é preciso gerir o escoamento bifásico”, afirma Liang An, da Universidade Politécnica de Hong Kong, um dos autores correspondentes. “As bolhas se tornam o fator limitante.”

O trabalho combina análises eletroquímicas, visualização em alta velocidade e testes de durabilidade para isolar o efeito das bolhas em eletrólisadores de membrana de troca aniônica (AEMWE), tecnologia vista como promissora por operar com catalisadores não preciosos e custos menores.

Ao comparar feltros de aço inox com diferentes porosidades e tratamentos de superfície, os pesquisadores mostram que eletrodos com menor área ativa podem superar outros mais “ativos” quando removem bolhas com mais rapidez. Em um caso emblemático, um tratamento que reduziu a área ativa, mas aumentou a hidrofilicidade, gerou vantagem de 0,3 V a 5 A/cm² no conjunto do dispositivo — evidência direta de que a gestão de bolhas domina o desempenho em regime industrial.

O passo seguinte foi transformar o diagnóstico em engenharia. A equipe propôs um eletrodo de aço inox com malha de furos quadrados em estrutura gradiente, projetado para acelerar o desprendimento de bolhas e facilitar a passagem de água pela membrana.

O resultado é expressivo: queda de 0,14 V na tensão da célula a 5 A/cm², operação estável por 400 horas e desempenho superior ao de feltros tradicionais — mesmo com área ativa menor. As imagens mostram bolhas menores e mais numerosas, que não se acumulam nem “sufocam” o eletrodo.

Além do ganho técnico, o estudo aponta impacto direto no custo do hidrogênio verde. O eletrodo proposto custa US$ 8 a US$ 150 por metro quadrado, contra mais de US$ 111 mil/m² de ânodos comerciais à base de irídio. A redução estimada no custo de fabricação do ânodo chega a 99,86%.

Em um setor pressionado por escala e preço para competir com combustíveis fósseis, a implicação é clara: eficiência e custo podem avançar juntos com soluções de engenharia simples e escaláveis.

Historicamente, a eletrólise evoluiu pela química dos catalisadores. O novo trabalho sugere que o próximo salto virá da física do escoamento. Se confirmado em sistemas maiores, o controle de bolhas pode acelerar a viabilidade industrial do hidrogênio verde — peça-chave para a descarbonização de siderurgia, fertilizantes e transporte pesado.

Como resume o artigo, “em altas correntes, as bolhas mandam”. A indústria começa a ouvir.