Hidrogénio: um poderoso combustível?

Impulsionada pelo aparecimento de água no estado líquido há cerca de 3.8 giga anos, a vida, tal como a composição da atmosfera terrestre, foi evoluindo ao longo da historia da formação do planeta.

Mónica Barbosa Mónica Barbosa 26 Maio 2019 - 15:53 UTC
O seu uso como combustível tem-se mostrado difícil pelo condicionamento ao nível do armazenamento, por implicar perda nas qualidades aerodinâmicas dos veículos.

De entre a panóplia de elementos que constituem o universo, e por inerência, todos os corpos que o compõem, o hidrogénio é o mais abundante, representando cerca de 92%, longinquamente seguido do hélio (7%) e pelos demais elementos. Neste nosso planeta Terra, em companhia do oxigénio, o hidrogénio forma a molécula essencial à existência de vida: a água (H2O).

Mas trata-se de um elemento químico altamente volátil e perigoso, uma vez que a sua chama não é visível à luz do dia, com uma emissividade na ordem dos 25% na faixa do espectro visível (o gás propano, por exemplo, ronda os 43%), é uma chama muito quente com uma densidade energética na ordem dos 38 KWh/kg (a gasolina por exemplo ronda os 14 KWh/kg).

No planeta Terra é o quarto elemento mais abundante, representa aproximadamente 70% da superfície terrestre, encontrando-se nos oceanos e nos organismos vivos sob a forma de carbohidratos e proteínas, nos compostos orgânicos e nos combustíveis fósseis. Quando comprimido em cilindros de alta pressão, à temperatura de 0 ºC e pressão atmosférica de 1 atm ao nível do mar, apresenta-se como um gás altamente inflamável, sendo que sob efeito de temperaturas inferiores a 250 ºC, passa ao estado líquido, necessitando de estar armazenado em sistema criogénico. Já nas estrelas exibe-se no estado de plasma dada a densidade e elevada temperatura.

Terá sido no início do séc. XIX que o hidrogénio foi identificado como potencial fonte de combustível, contudo, o acidente ocorrido em 1937 com o zeppelin Hindenburg, protelou a massificação da sua utilização nos transportes. Todavia, foi aplicado nas mais diversas áreas, sendo amplamente utilizado no fabrico de fertilizantes agrícolas, mas também, na produção de plásticos, na transformação do óleo alimentar em margarina, assim como, pela sua elevada condutibilidade térmica no arrefecimento de geradores.

Mas o hidrogénio não é um combustível primário, porque está associado a outros elementos químicos, sendo necessário desagregá-lo dos demais para o tornar utilizável num processo que implica considerável gasto de energia. Apesar da energia armazenada pelo hidrogénio ser menor do que a energia total utilizada na sua obtenção, o mesmo apresenta relevantes vantagens que o qualificam como um dos combustíveis que irão substituir os derivados do petróleo.

Considerando a dimensão reservatória que os oceanos representam, o mar é cada vez mais encarado como recurso energético, em detrimento dos combustíveis fosseis, contudo, a quantidade de energia necessária para dessalinizar a água dos oceanos, é o maior entrave à banalização do recurso hidrogénio.

Poderá o hidrogénio substituir as baterias automóveis?

Sendo os combustíveis fósseis um recurso não renovável, em acelerada escassez, e sob gestão de apenas alguns Estados, a escalada do seu valor é perigosamente exponenciada, analogamente aos elevados níveis de poluição que a sua utilização gera, sendo por isso premente, a sua substituição por uma alternativa competitiva.

Cada vez são mais as marcas de automóveis que aventam desenvolver veículos movidos a hidrogénio, uma vez que quando adicionado ao gás natural, diminui a necessidade do motor em termos de combustível e reduz a poluição. Já quando acrescentado à gasolina, para além de permitir boas prestações e reduzir as emissões poluentes, melhora a eficiência térmica. Apesar da vantagem que a queima de hidrogénio apresenta, com uma eficiência superior de 50% relativamente à da gasolina, permanece alguma prudência, uma vez que por queimar mais rapidamente, não foi ainda assegurada segurança no que respeita ao perigo de pré-ignição e flashback.

Ainda assim, aposta-se na utilização do hidrogénio para a geração de energia eléctrica, térmica e vapor de água através das células a combustível. Uma fonte de energia “limpa”, obtida através da eletrólise da água. Efetivamente, as pesquisas sucedem-se e já foi concebido nanomaterial para atuar como fotocatalisador, estimulando a reação química do efeito da luz na produção de gás hidrogénio a partir da água. Uma nova substância que, comparada a outros materiais, recolhe um espectro mais amplo de luz, potenciando o uso de mais energia solar, assim como, permite mitigar condicionantes, como a poluição na água do mar, com menor custo e maior eficiência.

Pertinente questionar se farão sentido os veículos eléctricos com baterias de lítio, quando o futuro próximo antevê “hidroveículos”? O hidrogénio tem mais energia por unidade de peso do que qualquer outro combustível, uma vez que é mais leve e não tem os pesados átomos de carbono, razão pela qual é usado em programas espaciais onde o fator peso é crucial! Considerando o fim da era do petróleo e os problemas ambientais devido às emissões de gases poluentes, vaticinar o hidrogénio como possível substituto dos combustíveis fósseis ganha contornos realizáveis, e nesse sentido, será sensato respeitar o equilíbrio e a sustentabilidade dos oceanos!

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