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Hidrogênio

átomo do Hidrogênio
(sem escala)

Vetor energético mais abundante no universo, pertencente à família dos Metais Alcalinos, por apresentar 1 elétron na última camada, existe naturalmente em pequenas quantidades na sua forma molecular.

No seu isótopo mais abundante, com 1 próton e 1 elétron. Na temperatura ambiente é um gás diatômico (combinado com outro átomo de hidrogênio - H2), é inflamável, incolor, inodoro, insípido, não é tóxico -contudo asfixia-, não é corrosivo -mas é altamente reativo- e insolúvel em água.

É a segunda substância mais difícil de se liquefazer. Sob pressão atmosférica isto acontece a 20,3K. É o elemento de menor desidade, quando liquefeito sua densidade é 1/14 da densidade da água.

O hidrogênio como combustível

O total de energia liberada pela sua combustão (LHV -P.C.I poder calorífico inferior -quantidade de energia liberada, na forma de energia térmica, na oxidação dum combustível) por unidade de massa é o maior dentre todos os combustíveis conhecidos. Por exemplo, se queimarmos um grama de hidrogênio obteremos 2,8 vezes mais energia se queimarmos a mesma massa de gasolina. Esta característica o torna o propelente ideal para foguetes.

Contudo, ele é um combustível de baixa densidade energética por unidade de volume. Por exemplo, um litro de gasolina pesa 700g enquanto um litro de hidrogênio liquefeito (temperatura < 20,3K) pesa ~71g. Comprimido a 350atm pesa apenas ~30g.

Estas, dentre outras, características peculiares fazem o hidrogênio, como combustível, possuir aspectos positivos e negativos.

aspectos positivos do combustível hidrogênio

O principal aspecto postivo deste combustível é o fato de ele produzir energia sem emitir dióxido de carbono (CO2). Conforme o meio empregado, a produção de energia é isenta de quaisquer poluentes. Por exemplo. Se a combustão do hidrogênio ocorrer utilizando o ar da atmosfera, haverá a produção de NOx. Todavia se for utilizado células a combustível de baixa temperatura (pemfc, por exemplo), a produção de energia elétrica terá como subprodutos: energia térmica e água.

aspectos negativos do combustível hidrogênio

O hidrogênio não é um combustível primário. Isto significa que ele não está disponível para ser utilizado diretamente. O problema é que há impactos ambientais mais ou menos severos, conforme o método utilizado para sua obtenção. A emissão de CO2 é um deles. Outro é que este processo consome energia. "A energia não pode ser criada nem destruída, apenas trasformada ou transferida" pregava James Prescott Joule, inspirado em Antoine Lavoisier. Isto significa que, mesmo com a elevada eficiência energética das células a combustível, teremos que despender mais energia para o gerara esta forma de combustível que recuperaremos na sua combustão.

Quem viu algum filme dum lançamento de foguete, ou do destino do dirigível 'Hindemburgo' sabe o quanto ele pode ser perigoso numa reação descontrolada. Evidentemente, códigos de segurança de transporte e armazenagem, além de recepientes adequados tendem a minimizar este aspecto.

Outro problema para sua larga utilização está relacionado com sua logística (transporte, armazenamento e distribuição).

Conheça a tecnologia que converte hidrogênio e oxigênio em energia elétrica, energia térmica e água.
página "Células a Combustível" e a
página "Células a Combustível tipo PEMFC ou PEFC"

Eduardo J. Stefanelli - www.stefanelli.eng.br