Energia do Hidrogênio

BMW movido à hidrogênio
O que é Hidrogênio?
Do que são feitas as coisas, é difícil dizer, mas com certeza a maioria delas possuem um elemento simples e muito abundante: o hidrogênio. Até mesmo em nosso corpo ele está presente em grande quantidade combinado a outros elementos.
Parece estranho dizer que um elemento tão simples possa ser uma forma de energia tão valiosa, mas suas características como pouca massa, grande quantidade de energia e a sua utilização junto a célula a combustível permitem uma maior vantagem sobre as fontes de combustíveis atuais.
Conversão de Energia
Para utilização do hidrogênio como fonte de energia é necessário o seu uso junto a uma célula de combustível. Vamos a uma rápida definição de célula a combustível.
Definição de célula a combustível: o hidrogênio é fornecido à célula e então é dividido numa carga positiva e outra negativa. A carga negativa atravessa um circuito “gerando energia” e quando chega ao fim do percurso encontra novamente a carga positiva, combinando-se ao fim com o oxigênio e formando água.
Os tipos mais importantes de células a combustível são:
PEMFC – Membrana de Troca de Prótons.
DMFC – Célula a Combustível de Metanol Direto.
PAFC – Célula a Combustível e Ácido Fosfórico.
SOFC – Célula a Combustível de Óxido Sólido.
MCFC – Células a Combustível de Carbonato Fundido.
AFC – Célula a Combustível Alcalina.
DEFC – Célula a Combustível de Etanol Direto.
Aspectos Positivos e Negativos
Positivos:
· É o elemento mais abundante do universo.
· O Hidrogênio não é tóxico.
· Redução da emissão de gases causadores do efeito estufa, como o CO2 e o CH4.
· Redução da poluição sonora, pois as células a hidrogênio operam silenciosamente.
· Redução da emissão de partículas na atmosfera, como fumaça e fuligem.
Crescimento econômico, desenvolvimento e criação de empregos em diversas áreas.
Negativos:
• Tecnologia mais cara.
• Em um modelo de extração de hidrogênio há dependência de hidrocarbonetos, petróleo e seus derivados, produtos tóxicos.
• Ainda não uma célula a hidrogênio que alie preço e eficiência.
• A necessidade da utilização de metais nobres como, por exemplo, a platina que é um metal caro e raro.
• Os problemas e os custos associados ao transporte e distribuição.
Situação Nacional
O Brasil, apesar de estar começando a desenvolver a tecnologia de célula a combustível num número maior de atividades públicas e privadas, já tem uma experiência considerável na tecnologia do hidrogênio, embora ainda seja insignificante em termos quantitativos, e a maior parte dos estudos direcionados para o setor petrolífero e atividades de indústrias químicas na produção de peróxido de hidrogênio, por exemplo.
Atualmente, as linhas de pesquisas do hidrogênio para aplicações em células a combustível estão focadas na produção de hidrogênio por eletrólise, na reforma do etanol e do gás natural e no armazenamento de hidrogênio em metais, denominado de hidretos.
A partir de 1999, o Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT) passou a avaliar a reforma de etanol para produção de hidrogênio e atender a um mercado potencial no Brasil e América Latina. Este interesse estratégico do MCT estimulou programas de pesquisa conjunta e de cooperação internacional como a estabelecida entre o Centro Brasileiro de Referência em BioCombustíveis (CERBIO) e a ddb Fuel Cell Engines GmbH.
Entre alguns dos objetivos do programa brasileiro de CaC está a ampliação da produção e uso de hidrogênio como vetor energético. O programa contempla a implementação de redes de pesquisa e desenvolvimento como a Rede de Células a Combustível e Eletroquímica onde são previstos investimentos em sistemas de célula a combustível de Óxido Sólido (SOFC) e Eletrólito Polimérico (PEMFC) com uso de hidrogênio ou etanol direto.
Em 2002, foi criado no país o ProCac (Programa Células a Combustível), vinculado ao Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT), com recursos de fundos setoriais. Após reformulações, em 2005, a rede mudou para Programa de Ciência, Tecnologia e Inovação para a Economia do Hidrogênio.
Uma equipe de pesquisadores coordenada pelo Dr. Anthanasios Konstandopoulos desenvolveu um reator capaz de produzir hidrogênio a partir da água utilizando apenas a energia solar. Esse reator possui 70% de eficiência.
O Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), da USP, atua na área desde 2000. Em 2007, o instituto inaugurou o Programa de Células a Combustível e Hidrogênio (Procel), com o objetivo de gerar conhecimento e tecnologia na área. O programa prevê que ele venha de fontes renováveis, garantindo sustentabilidade.
Segundo dados do “Roteiro para a estruturação da economia do hidrogênio no Brasil”, coordenado pelo Ministério de Minas e Energia (MME), com integração técnica do Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT), em 2010 o Brasil deve iniciar a geração comercial de hidrogênio a partir da reforma de gás natural e em 2020, do etanol. É provável que em 2030 o hidrogênio tenha boa participação na matriz energética do país. A intenção agora é gerar fontes de conhecimento, fazer patentes e não apenas importar modelos prontos.