Um estudo da Universidade de Chiba, no Japão, trouxe um avanço para a produção de hidrogênio em larga escala a partir da água. Cientistas descobriram que modificar cátodos de platina com bases de purina naturais (como cafeína e teofilina) pode aumentar a atividade da reação de evolução de hidrogênio (HER) em mais de quatro vezes, enquanto reduz significativamente o uso de platina em eletrolisadores, contribuindo para menores custos do hidrogênio verde.
Atualmente, a produção de hidrogênio a partir da água enfrenta desafios econômicos devido aos altos custos dos eletrolisadores, com preços atingindo US＄ 2,000–2,600 por kW em 2024. O Departamento de Energia dos EUA (DOE) estabeleceu metas para reduzir os custos do hidrogênio verde para US＄ 2 por kg até 2025 e US＄ 1 por kg até 2030. A pesquisa, liderada pelo Dr. Kensuke Tanaka e pelo Professor Masashi Nakamura da Pós-Graduação em Engenharia da Universidade de Chiba, foi publicada online em 4 de setembro de 2025 e apareceu no International Journal of Hydrogen Energy, Volume 172, em 26 de setembro.
OPrincípio Técnicoreside em: durante a eletrólise, os íons de hidrogênio (H⁺) devem primeiro adsorver no catalisador; em meio alcalino, quebrar a ligação O–H da água pelo catalisador aumenta o consumo de energia. No entanto, derivados de purina (como cafeína, xantina, purina, teofilina e teobromina) podem promover a adsorção de hidrogênio e acelerar a reação mesmo em condições alcalinas. Entre eles, a purina e a teofilina aumentaram a atividade da HER em 4,2 vezes e 5 vezes, respectivamente. A análise estrutural revelou que as moléculas de purina formam uma rede de ligações de hidrogênio em forma de gaiola com a água ao redor, o que facilita a remoção de OH⁻ e reduz a barreira de energia para a HER.
O Professor Masashi Nakamura destacou que a escassez de platina limita a escalabilidade das tecnologias de eletrólise da água e de células a combustível;reduzir a carga de platina é fundamental. Este método utiliza materiais naturalmente abundantes, combinando escalabilidade e proteção ambiental, o que pode tanto reduzir os custos de produção de hidrogênio quanto melhorar a eficiência de conversão de energia dos sistemas de produção de hidrogênio. Tem grande importância para alcançar a neutralidade de carbono por meio da eletrólise da água alimentada por energias renováveis.
