Bolsista:
Karla Nara da Costa Abrantes
Olá, pessoal!
Esta
semana iremos falar sobre o uso do hidrogênio como combustível, o mesmo é considerado
o elemento mais abundante do universo e o quarto mais abundante no planeta
Terra. Pode ser encontrado nos oceanos, nos organismos vivos, nos combustíveis
fósseis, na amônia, em ácidos, em proteínas, no gás natural, no carvão, no metano
e em outros.
O
hidrogênio (H2) pode ser usado como combustível alternativo, uma vez
que apresenta características que nenhum gás possui, tal como baixa densidade e
elevada quantidade de energia. Sua outra vantagem é
que pode ser considerado como uma fonte de energia renovável. Mas o que é fonte
de energia renovável e não renovável? Fonte de energia renovável é o material
que pode ser manuseado constantemente, uma vez que a energia existente no
material pode ser naturalmente renovada dentro de um curto espaço de tempo. Já
as fontes de energia não renováveis são materiais que necessitam de milhares de
anos para se recompor de forma conveniente para utilização.
Uma
forma de avaliar a capacidade de produção de energia de um material é verificar
o calor especifico em unidade por grama (Quadro 1). Entre os materiais
elencados, o hidrogênio é aquele que tem a maior potência de produzir energia
comparativamente com qualquer combustível, o que é uma propriedade considerável,
colocando-o como combustível do futuro.
Quadro-1
Calor específico de combustão e composição de alguns combustíveis
|
Combustível
|
C (% em massa)
|
H (%em massa)
|
O (% em massa)
|
Calor específico KJ/g
|
|
Madeira
|
50
|
6
|
44
|
18
|
|
Carvão
|
82
|
1
|
2
|
31
|
|
Petróleo
|
85
|
12
|
0
|
45
|
|
Gasolina
|
85
|
15
|
0
|
48
|
|
Gás natural
|
70
|
23
|
0
|
49
|
|
Etanol (álcool etílico)
|
53
|
13
|
34
|
35
|
|
Gás hidrogênio
|
0
|
100
|
0
|
142
|
Fonte:
ROCHA, ROSA E CARDOSO (2009, pg 141)
O
gás hidrogênio pode ser combinado com o gás oxigênio para produzir calor por
combustão convencional com chama ou por combustão de baixa temperatura em
aquecedores catalíticos (usado para acelerar a reação química).
O
rendimento de combustão, ou seja, a fração de energia convertida, é cerca de
25%, aproximadamente a mesma da gasolina. As principais vantagens de usar o
hidrogênio como combustível são sua baixa massa por unidade de energia
produzida e a baixa quantidade de gases poluentes que sua combustão produz
comparada a outros combustíveis. (BAIRD, CANN, 2011)
Na reação de combustão do hidrogênio,
como mostra a equação:
2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(l)
produz
somente vapor de água. Porém, muitas vezes utiliza-se o ar como fonte do
oxigênio, no qual pode conter algumas impurezas, sendo uma delas o nitrogênio,
que pode reagir com o oxigênio produzindo óxidos de nitrogênio, NOx.
Além disso, um pouco de peróxido de hidrogênio, H2O2, também
é liberado, ou seja, a combustão pode ocorrer de forma incompleta. Portanto, os
veículos movidos a hidrogênio não possuem sistemas de emissão zero. Para
eliminar esses problemas citados anteriormente, o indicado é usar o oxigênio
puro para a combustão. (BAIRD, CANN, 2011)
Já
foram desenvolvidos alguns carros movidos a hidrogênio e foi constatado que a queima
é 50% mais eficiente que a da gasolina, e mesmo este combustível gerando alguns
óxidos de nitrogénio (NOx), ainda assim produz menos poluentes atmosféricos que
os combustíveis fósseis (petróleo, carvão).
A
utilização do hidrogênio como combustível, também encontra problemas, sendo
eles: incapacidade de transportar hidrogênio suficiente para cobrir uma distância
razoável; recipiente adequado para estocagem, devido à alta pressão; transporte
e o uso. Isso pode ser comprovado na fala de Estêvão (2008) “se formos colocar
grandes garrafas de armazenamento num veículo, este perderá qualidades
aerodinâmicas pois aumentará o seu peso” (p. 28).
Espero
que tenham gostado e até a próxima.
Referências:
BAIRD, C. CANN, M. Química ambiental. 4° ed. Porto Alegre:
Bookman, 2011. p 372-375.
ESTÊVÃO, T. E. R. O Hidrogênio como combustível.
Dissertação do MIEM, Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, 2088.
Disponível em: https://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/58102/1/000129289.pdf>
Acesso em 20/9/2016.
ROCHA, J.C. ROSA, A.
H. CARDOSO, A. A. Introdução à química
ambiental. 2° ed. Porto Alegre:
Bookman, 2009. p 141.
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