{"id":39116,"date":"2023-10-25T05:11:03","date_gmt":"2023-10-25T09:11:03","guid":{"rendered":"https:\/\/sustainablereview.com\/?p=39116"},"modified":"2024-08-10T12:54:23","modified_gmt":"2024-08-10T16:54:23","slug":"por-que-ainda-nao-dirigimos-com-hidrogenio-ha-razoes-para-isso-mas-nao-e-impossivel","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/sustainablereview.com\/pt-br\/por-que-ainda-nao-dirigimos-com-hidrogenio-ha-razoes-para-isso-mas-nao-e-impossivel\/","title":{"rendered":"Por que ainda n\u00e3o estamos dirigindo com hidrog\u00eanio?"},"content":{"rendered":"\n

O hidrog\u00eanio seria um combust\u00edvel 100% ecol\u00f3gico se n\u00e3o fosse por alguns problemas. O principal desafio \u00e9 a sua extra\u00e7\u00e3o. As reservas de hidrog\u00eanio da Terra s\u00e3o escassas. Embora o hidrog\u00eanio possa ser produzido a partir da \u00e1gua, ele requer recursos e energia, e \u00e9 a\u00ed que surgem as complica\u00e7\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

Rea\u00e7\u00e3o do hidrog\u00eanio com o ar<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Quando o hidrog\u00eanio (H) queima no ar (contendo oxig\u00eanio, O), ele simplesmente forma \u00e1gua (H2O). Um quilograma de hidrog\u00eanio queimado fornece quase quatro vezes mais energia do que um quilograma de combust\u00edvel l\u00edquido, como a gasolina. No entanto, obt\u00ea-lo \u00e9 um desafio, pois seus dep\u00f3sitos na Terra s\u00e3o limitados e, ocasionalmente, acompanham as reservas de g\u00e1s natural.<\/p>\n\n\n\n

Por que h\u00e1 t\u00e3o pouco hidrog\u00eanio no subsolo?<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

H\u00e1 bilh\u00f5es de anos, parte do hidrog\u00eanio da Terra reagiu com o nitrog\u00eanio para formar am\u00f4nia, enquanto parte se combinou com o carbono para produzir metano. Posteriormente, ambos formaram compostos org\u00e2nicos. \u00c9 interessante notar que a maior parte da produ\u00e7\u00e3o atual de hidrog\u00eanio \u00e9 usada para produzir am\u00f4nia – um precursor crucial para fertilizantes nitrogenados.<\/p>\n\n\n\n

O hidrog\u00eanio restante n\u00e3o ligado escapou rapidamente para o espa\u00e7o. Por ser o g\u00e1s mais leve, ele escapa facilmente da atra\u00e7\u00e3o gravitacional da Terra. Existe um problema semelhante com o h\u00e9lio, outro g\u00e1s leve com reservas limitadas na Terra.<\/p>\n\n\n\n

O hidrog\u00eanio pode ser produzido a partir da \u00e1gua, que \u00e9 abundante na Terra. Entretanto, esse processo requer recursos e energia. O desafio come\u00e7a com o hidrog\u00eanio “sujo” do g\u00e1s natural.<\/p>\n\n\n\n

Hidrog\u00eanio “sujo” do g\u00e1s natural<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

O hidrog\u00eanio pode ser derivado do metano (do g\u00e1s natural) ou de outros hidrocarbonetos (como o petr\u00f3leo) por meio de um processo chamado reforma. Esse processo de alta temperatura tamb\u00e9m requer energia, seja el\u00e9trica ou de combust\u00e3o de combust\u00edvel.<\/p>\n\n\n\n

Durante a reforma, o mon\u00f3xido de carbono \u00e9 produzido: CH4 + H2O \u2192 CO + 3 H2<\/strong>. Esse mon\u00f3xido de carbono \u00e9 posteriormente convertido em di\u00f3xido de carbono e mais hidrog\u00eanio: CO + H2O \u2192 CO2 + H2.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

CH4 + H2O \u2192 CO + 3 H2<\/strong> Traduz-se em: Metano + \u00e1gua = mon\u00f3xido de carbono + dihidrog\u00eanio<\/strong><\/p>\n\n\n\n

CH4 + H2O = CO + H2 \u00e9 uma rea\u00e7\u00e3o de deslocamento duplo (met\u00e1tese) em que um mol de metano [CH4<\/sub>] e um mol de \u00e1gua [H2O<\/sub>] reagem para formar um mol de mon\u00f3xido de carbono [CO] e tr\u00eas moles de di-hidrog\u00eanio [H2<\/sub>]<\/em><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

No entanto, esse m\u00e9todo de extra\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio n\u00e3o \u00e9 ideal. Ele consome muita energia, exigindo vapor a um m\u00ednimo de 360\u00b0C. Al\u00e9m disso, o processo emite di\u00f3xido de carbono, um g\u00e1s de efeito estufa que queremos reduzir.<\/p>\n\n\n\n

At\u00e9 encontrarmos maneiras eficientes de gerenciar esse di\u00f3xido de carbono, a reforma continua sendo um m\u00e9todo ineficiente de produ\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio. Certamente n\u00e3o \u00e9 ecologicamente correto. O hidrog\u00eanio produzido dessa forma \u00e9 frequentemente chamado de “cinza” para diferenci\u00e1-lo do hidrog\u00eanio “verde”, ecologicamente correto.<\/p>\n\n\n\n

Eletr\u00f3lise: hidrog\u00eanio a partir da \u00e1gua<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

O hidrog\u00eanio tamb\u00e9m pode ser produzido a partir da \u00e1gua por meio da eletr\u00f3lise, quebrando-a com o uso de tens\u00e3o el\u00e9trica. Os m\u00e9todos atuais t\u00eam uma efici\u00eancia de cerca de 70 a 80%. Para produzir um quilograma de hidrog\u00eanio (fornecendo cerca de 40 quilowatts-hora), s\u00e3o necess\u00e1rios aproximadamente 50 a 55 quilowatts-hora de energia el\u00e9trica.<\/p>\n\n\n\n

Novamente, se a fonte de energia for \u00e0 base de carv\u00e3o, petr\u00f3leo ou g\u00e1s, o hidrog\u00eanio resultante n\u00e3o ser\u00e1 ecologicamente correto. Apesar do r\u00e1pido crescimento das fontes de energia renov\u00e1veis nas \u00faltimas d\u00e9cadas, apenas cerca de 1% da produ\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio \u00e9 ecol\u00f3gica. Um n\u00famero impressionante de 95% da produ\u00e7\u00e3o global de hidrog\u00eanio vem da reforma do g\u00e1s natural<\/a> ou do petr\u00f3leo.<\/p>\n\n\n\n

Leitores atentos podem notar os 4% restantes da produ\u00e7\u00e3o. Esse hidrog\u00eanio vem de outras fontes, muitas vezes n\u00e3o ecol\u00f3gicas. Alguns capturam di\u00f3xido de carbono (chamado de hidrog\u00eanio “azul”), outros usam energia nuclear (\u00e0s vezes chamado de “roxo” ou “rosa”) e um tipo raro vem de dep\u00f3sitos que acompanham as reservas de g\u00e1s natural (\u00e0s vezes chamado de “ouro”).<\/p>\n\n\n\n

O dilema do ovo e da galinha: consumidores e infraestrutura<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Voltando ao hidrog\u00eanio produzido por eletr\u00f3lise, restam menos obst\u00e1culos para produzir hidrog\u00eanio “verde” usando fontes de energia renov\u00e1veis, como solar ou e\u00f3lica.<\/p>\n\n\n\n

Independentemente de a produ\u00e7\u00e3o e a instala\u00e7\u00e3o de c\u00e9lulas solares serem apoiadas ou de as emiss\u00f5es de di\u00f3xido de carbono serem taxadas, at\u00e9 2050,a previs\u00e3o \u00e9 de que a energia solar seja a fonte de energia dominante<\/a>, de acordo com analistas que publicaram recentemente suas descobertas na “Nature Communications”. Essa transi\u00e7\u00e3o pode ser acelerada pela adapta\u00e7\u00e3o das redes de energia \u00e0 produ\u00e7\u00e3o descentralizada e pelo investimento em armazenamento de energia.<\/p>\n\n\n\n

No entanto, h\u00e1 um problema. Como Keith Wipke, l\u00edder do projeto de c\u00e9lulas de combust\u00edvel do Laborat\u00f3rio Nacional de Energia Renov\u00e1vel dos EUA, disse \u00e0 revista “Science”<\/a>, o hidrog\u00eanio como combust\u00edvel enfrenta o problema do “ovo e da galinha”. A produ\u00e7\u00e3o n\u00e3o ser\u00e1 ampliada sem consumidores, e os consumidores n\u00e3o surgir\u00e3o sem um suprimento de hidrog\u00eanio est\u00e1vel e acess\u00edvel.<\/p>\n\n\n\n

Outros especialistas acrescentam – e essa \u00e9 a parte esperan\u00e7osa – que o mesmo aconteceu com a energia renov\u00e1vel. Inicialmente escassa e cara, ela se tornou mais barata com o aumento da produ\u00e7\u00e3o, atraindo mais compradores.<\/p>\n\n\n\n

De qualquer forma, \u00e9 assim que o mercado livre funciona. \u00c0s vezes, por\u00e9m, ele precisa de um empurr\u00e3ozinho.<\/p>\n\n\n\n

EUA investem bilh\u00f5es em hidrog\u00eanio<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Os Estados Unidos planejam fazer exatamente isso. Em 13 de outubro de 2023, o governo de Joe Biden anunciou um investimento de US$ 7 bilh\u00f5es para construir sete “hubs” regionais de hidrog\u00eanio, principalmente para o transporte rodovi\u00e1rio de carga, j\u00e1 que os caminh\u00f5es s\u00e3o dif\u00edceis de eletrificar.<\/p>\n\n\n\n

O hidrog\u00eanio tamb\u00e9m poderia alimentar setores com uso intensivo de energia, como a produ\u00e7\u00e3o de fertilizantes e a\u00e7o. Financiados pelo Departamento de Energia, esses centros t\u00eam como objetivo fazer a transi\u00e7\u00e3o da reforma. Eles conectar\u00e3o produtores e consumidores de hidrog\u00eanio e apoiar\u00e3o o desenvolvimento de infraestrutura, como tubula\u00e7\u00f5es e tanques.<\/p>\n\n\n\n

Assista e aprenda sobre a produ\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio limpo e verde para ajudar a descarbonizar nosso mundo. Jim Leidel<\/a> DTE Gas james.leidel@DTEenergy.com<\/p>\n\n\n\n

\nhttps:\/\/youtu.be\/FcOBRZ3bEvw?feature=shared<\/div><\/figure>\n\n\n\n

O governo Biden tem outro objetivo em mente. As instala\u00e7\u00f5es de produ\u00e7\u00e3o industrial de hidrog\u00eanio s\u00e3o caras, e a entrega do equipamento leva de dois a tr\u00eas anos. O aumento da demanda de hidrog\u00eanio deve reduzir os pre\u00e7os e melhorar a disponibilidade. Al\u00e9m disso, os residentes que moram perto das principais rodovias, que transportam a maioria das mercadorias nos EUA, devem se beneficiar da redu\u00e7\u00e3o das emiss\u00f5es.<\/p>\n\n\n\n

No entanto, o plano n\u00e3o \u00e9 perfeito. Nem todos os centros produzir\u00e3o hidrog\u00eanio por meio de eletr\u00f3lise. Os que estiverem longe do litoral o obter\u00e3o por meio da reforma do metano, capturando o di\u00f3xido de carbono resultante. Isso significa que o hidrog\u00eanio n\u00e3o ser\u00e1 “verde”, mas “azul”, o que gera preocupa\u00e7\u00f5es entre cientistas e ambientalistas. O metano, que frequentemente vaza das instala\u00e7\u00f5es, \u00e9 um g\u00e1s de efeito estufa muito mais potente do que o di\u00f3xido de carbono.<\/p>\n\n\n\n

As isen\u00e7\u00f5es fiscais apoiar\u00e3o apenas os produtores de hidrog\u00eanio ecologicamente corretos (verde e azul). Os analistas acreditam que isso poderia empurrar o pre\u00e7o do hidrog\u00eanio ecol\u00f3gico para menos de um d\u00f3lar por quilograma, tornando o hidrog\u00eanio n\u00e3o ecol\u00f3gico (proveniente da reforma sem captura de CO2) mais caro e obsoleto.<\/p>\n\n\n\n

A assessoria de imprensa da Casa Branca<\/a> estima que o programa inteiro atrair\u00e1 US$ 40 bilh\u00f5es em investimentos e criar\u00e1 dezenas de milhares de empregos.<\/p>\n\n\n\n

Hidrog\u00eanio: combust\u00edvel de alta press\u00e3o<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

O hidrog\u00eanio ecol\u00f3gico pode ser o combust\u00edvel do futuro pr\u00f3ximo. Em meados deste s\u00e9culo, a maior parte da energia provavelmente vir\u00e1 de fontes renov\u00e1veis, o que torna o hidrog\u00eanio um combust\u00edvel ecologicamente correto em potencial.<\/p>\n\n\n\n

O hidrog\u00eanio tem a maior rela\u00e7\u00e3o energia\/peso de todos os combust\u00edveis. Somente os combust\u00edveis nucleares cont\u00eam mais energia por unidade de peso.<\/p>\n\n\n\n

No entanto, ele tem suas desvantagens. Embora um quilograma de hidrog\u00eanio contenha cerca de 40 quilowatts-hora de energia, ele ocupa 11 metros c\u00fabicos. Para tornar o hidrog\u00eanio pr\u00e1tico como combust\u00edvel, ele precisa ser armazenado sob press\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Isso introduz outro problema: a compress\u00e3o do g\u00e1s consome uma quantidade significativa de energia. Os ve\u00edculos movidos a hidrog\u00eanio normalmente usam press\u00f5es de 350 bars (35 megapascals) ou at\u00e9 o dobro. Essa press\u00e3o \u00e9 muito maior do que a de outros gases (por exemplo, os tanques de GLP t\u00eam cerca de 4 bar), o que exige medidas de seguran\u00e7a melhores.<\/p>\n\n\n\n

Os tanques projetados para altas press\u00f5es geralmente pesam muito mais do que o hidrog\u00eanio que cont\u00eam (normalmente, apenas cerca de 5 a 6% do peso total \u00e9 o g\u00e1s). No entanto, a f\u00edsica n\u00e3o pode ser ignorada: um quilograma de hidrog\u00eanio queimado fornece 40 kWh de energia, enquanto os combust\u00edveis l\u00edquidos, como gasolina e diesel, oferecem quase quatro vezes menos, cerca de 12 kWh.<\/p>\n\n\n\n

Hidrog\u00eanio de… P\u00f3?<\/strong><\/h4>\n\n\n\n

H\u00e1 outro m\u00e9todo que vale a pena mencionar.<\/p>\n\n\n\n

Anos atr\u00e1s, descobriu-se que o g\u00e1lio forma uma liga com o alum\u00ednio (AlGa). Extremamente fr\u00e1gil, \u00e9 praticamente in\u00fatil. Curiosamente, \u00e9 proibido transportar g\u00e1lio em um avi\u00e3o devido aos poss\u00edveis danos que ele poderia causar ao entrar em contato com o casco de alum\u00ednio.<\/p>\n\n\n\n

Entretanto, essa liga tem uma propriedade exclusiva. Normalmente, o alum\u00ednio n\u00e3o reage com a \u00e1gua devido a uma camada de \u00f3xido em sua superf\u00edcie. O g\u00e1lio impede a forma\u00e7\u00e3o dessa camada, permitindo que o alum\u00ednio reaja com a \u00e1gua, produzindo hidr\u00f3xido de alum\u00ednio e hidrog\u00eanio. Em 2022, cientistas da Universidade da Calif\u00f3rnia, Santa Cruz (UCSC), refinaram esse m\u00e9todo, determinando as melhores propor\u00e7\u00f5es de alum\u00ednio e g\u00e1lio e moendo as part\u00edculas da liga. Eles ficaram entusiasmados ao ver “bolhas de hidrog\u00eanio surgindo como loucas”.<\/p>\n\n\n\n

\nhttps:\/\/youtu.be\/4HKpMYJ-6go<\/div><\/figure>\n\n\n\n

O alum\u00ednio \u00e9 um elemento comum, e o hidr\u00f3xido de alum\u00ednio resultante se decomp\u00f5e a 180\u00b0C em alum\u00ednio e \u00e1gua. Embora o g\u00e1lio seja mais raro e mais caro, ele n\u00e3o participa da rea\u00e7\u00e3o e pode ser facilmente recuperado. A \u00e1gua para essa rea\u00e7\u00e3o pode vir de qualquer fonte, at\u00e9 mesmo de \u00e1guas residuais.<\/p>\n\n\n\n

Isso poderia tornar o hidrog\u00eanio mais barato e mais acess\u00edvel? Os cientistas da UCSC, que patentearam esse m\u00e9todo no ano passado, certamente esperam que sim.<\/a><\/p>\n\n\n\n

N\u00e3o est\u00e1 totalmente fora de cogita\u00e7\u00e3o que um dia possamos despejar \u00e1gua em nossos tanques, onde, em rea\u00e7\u00e3o com gr\u00e2nulos de alum\u00ednio, o hidrog\u00eanio se formar\u00e1 e alimentar\u00e1 o motor. Os cientistas da Universidade de Purdue<\/a> propuseram uma ideia semelhante em 2007 (e tamb\u00e9m a patentearam).<\/p>\n\n\n\n

Conclus\u00e3o:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

O potencial do hidrog\u00eanio como fonte de combust\u00edvel limpo \u00e9 evidente, mas ainda h\u00e1 desafios em sua produ\u00e7\u00e3o, armazenamento e distribui\u00e7\u00e3o. Embora os EUA e outras na\u00e7\u00f5es estejam investindo pesadamente em infraestrutura e pesquisa de hidrog\u00eanio, a transi\u00e7\u00e3o para uma economia de hidrog\u00eanio exigir\u00e1 inova\u00e7\u00e3o cont\u00ednua e adapta\u00e7\u00e3o ao mercado.<\/p>\n\n\n\n

PERGUNTAS FREQUENTES:<\/strong><\/p>\n\n\n\n