O hidrogênio (H2) é o combustível que fornece mais energia por grama. A combustão de 1g de H2 libera 142 kJ, enquanto a combustão de 1g de gasolina produz 48 kJ. O hidrogênio é abundante na Terra, na forma de compostos, e queima sem poluir o ar ou contribuir significativamente para o efeito estufa, pois a água é o único produto de sua combustão. No entanto, há dois grandes obstáculos para o uso de H2 como substituto do petróleo. O primeiro é a necessidade de se obter H2 por um processo barato e que não use combustível fóssil. A eletrólise da água é um bom processo, mas é caro. Uma rota promissora é usar células solares para produzir energia elétrica para a eletrólise da água. Células fotoeletroquímicas são células eletrolíticas que usam a energia da luz para efetuar a reação. O segundo obstáculo para o uso do H2 como combustível é o armazenamento do gás, que requer recipientes grandes demais.

O programa espacial mostrou que o hidrogênio pode ser armazenado como líquido (temperatura de ebulição: –253°C), apesar das temperaturas muito baixas e das pressões muito altas necessárias. O problema é que essa forma de armazenamento não é conveniente para uso doméstico ou em automóveis. A solução pode ser gerar hidrogênio à medida que ele se torne necessário como combustível. Uma maneira seria reter o H2 combinado com um metal na forma de hidreto metálico. Este libera o H2 quando aquecido ou na reação com água.

MgH2(s) + H2O (l) → Mg (OH)2 (s) + H2 (g)

Automóveis, ônibus e caminhões com células a combustível são veículos elétricos movidos por um dispositivo que funciona como uma bateria recarregável. Uma célula a combustível não armazena energia, ela emprega um processo eletroquímico para gerar eletricidade e funciona enquanto for alimentada com combustível hidrogênio e comburente oxigênio. Uma das preocupações é conseguir colocar hidrogênio suficiente a bordo para assegurar a autonomia de rodagem que os consumidores exigem.

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