Revolutionizing green hydrogen production: the impact of ultrasonic fields

Abstract

Este artigo revisa a utilização de campos ultrassônicos na eletrólise alcalina para produção de hidrogênio verde, destacando benefícios e desafios dessa tecnologia emergente. A aplicação de ultrassom pode aumentar significativamente a eficiência da eletrólise, reduzindo sobretensões e otimizando a transferência de massa. Dados quantitativos da Tabela 1 mostram que a integração de ultrassom pode reduzir a resistência ôhmica em até 76% e aumentar a eficiência de produção de hidrogênio em até 28%. Por exemplo, em condições otimizadas, a produção de hidrogênio pode ser aumentada em 45%, com uma economia de energia variando de 10 a 25%. A revisão examina o impacto do ultrassom na remoção de bolhas de gás das superfícies dos eletrodos e avalia o uso de transdutores ultrassônicos em diferentes configurações experimentais. A eficácia do ultrassom em frequências específicas (20–100kHz) e intensidades ajustáveis (10–1000W/cm²) é discutida em termos de melhoria da transferência de massa e redução da resistência ôhmica. Apesar dos benefícios, desafios técnicos como a seleção de materiais resistentes e o controle preciso das condições de operação são destacados. O artigo sugere que futuras pesquisas devem focar na integração de tecnologias ultrassônicas em sistemas de energia renovável, combinando ultrassom com técnicas avançadas para otimizar a eletrólise de hidrogênio de forma sustentável e econômica.

Keywords

• eletrólise da água; ondas ultrassônicas; polarização; eficiência energética; sustentabilidade ambiental.