1. Introduo Hidrognio o primeiro elemento da tabela peridica, o
elemento menos complexo e o elemento mais abundante no universo
(PUSZ, 2001). O hidrognio um elemento-chave da gua, que abrange
mais de 60% da superfcie do planeta. O hidrognio aparece em
diferentes formas de plantas, animais, seres humanos, os
combustveis fsseis, e outros compostos qumicos (SLOOP, 1978). Em
seu estado natural e em condies normais, o hidrognio um gs incolor,
inodoro e insipido. Esse elemento no existe na natureza no seu
estado molecular. Encontra-se na composio de algumas matrias como o
gs natural, a biomassa (celulosa), os hidrocarbonetos (carvo,
petrleo) e a gua. Os mtodos de produo de hidrognio baseiam-se na
separao do mesmo a partir dos materiais que o contm.O hidrognio
possui a maior quantidade de energia por unidade de massa que
qualquer outro combustvel j conhecido, quimicamente muito ativo e
raramente permanece puro. Quando queimado num ambiente de oxignio
puro, os nicos produtos gerados so calor e gua. Ainda assim, a
queima de hidrognio produz menos poluentes atmosfricos que os
combustveis fsseis (LEPECKI, 2011).Com a grande demanda por
combustveis limpos e sustentveis (que no poluem o meio ambiente), o
hidrognio visto como o combustvel do futuro, o qual pode ser
utilizado como fonte de energia limpa, para utilizao em pilhas de
combustvel que podem ser utilizadas na indstria automotiva, e na
produo descentralizada de energia.
2. A Utilizao do Hidrognio Atualmente o uso do hidrognio incluem
processos industriais, combustvel para foguetes e propulso para
cpsulas espaciais. Com pesquisa e desenvolvimento mais avanados,
este combustvel tambm pode ser utilizado como uma fonte alternativa
de energia para o aquecimento e iluminao de residncias, gerao de
eletricidade e como combustvel de automveis (LEPECKI, 2011).A clula
a combustvel (CaC) fuel cell uma tecnologia que utiliza a combinao
qumica entre os gases oxignio (O2) e hidrognio (H2) para gerar
energia eltrica (eltrons livres), energia trmica (calor) e gua
(H2O) (GOMES, 2005). As pilhas a combustvel so dispositivos que
promovem a reao de hidrognio (H2) com oxignio (O2), convertendo
energia qumica em energia eltrica e gerando como nicos subprodutos
gua e calor. Como no h passagem pelo ciclo de calor, sua eficincia
superior eficincia dos motores de combusto interna. (BLOMEM,
1993).O funcionamento de uma pilha a combustvel bastante semelhante
ao de uma pilha comum de ltio ou nquel-cdmio, se diferenciando
apenas pelo fato de possurem uma vida til terica infinita, ou seja,
enquanto uma pilha comum consome seus eletrodos durante sua operao,
o que limita a sua vida, a pilha de hidrognio pode, em tese,
produzir energia enquanto forem fornecidos hidrognio e oxignio
(PAULA, 2003).
3. O processo do hidrognio como fonte energtica3.1 Armazenamento
Descobrir uma maneira vivel de armazenamento do hidrognio
considerado por muitos um grande desafio para facilitar o uso do
hidrognio como fonte de energia (Crabtree et al 2004; Harris et al
2004).Este grande desafio ocorre devido ao fato do hidrognio ser o
elemento mais leve da tabela peridica e tambm porque possui uma
baixa densidade energtica por unidade de volume sendo de
aproximadamente cerca de 1/700 daquele espao que ocuparia no estado
gasoso.Assim o armazenamento do hidrognio claramente um dos
principais desafios no desenvolvimento da economia do hidrognio. O
hidrognio pode ser armazenado como: Gs pressurizado; Lquido
criognico; Combustvel slido;Cada uma dessas formas de armazenamento
possui vantagens e desvantagens de acordo com a quantidade e a
qualidade (grau de pureza) que deseja-se armazenar.Atualmente as
tecnologias disponveis para o armazenamento do hidrognio modificam
o seu estado fsico da forma gasosa para a forma liquida, para assim
poder pressuriza l em tanques criognicos.As tecnologias disponveis
que permitem armazenar o hidrognio modificando o seu estado fsico
da forma gasosa ou lquida para a forma pressurizado ou em tanques
criognicos. As instalaes tradicionais de armazenamento do hidrognio
so complicadas por causa de seu baixo ponto de ebulio (-252,87 C) e
baixa densidade no estado gasoso (0,08988 g/l), a 1 atm. O
hidrognio lquido requer a adio de uma unidade de refrigerao para
manter seu estado criognico (Weast, 1983), assim, h a adio de peso
e custos de energia e uma consequente perda de 40% em teor
energtico (Trudeau, 1999). A alta presso de armazenamento do gs
hidrognio limitada pelo peso dos depsitos de armazenamento e por
causa do potencial para o desenvolvimento de vazamentos. Alm disso,
o armazenamento de hidrognio no estado lquido ou gasoso gera
problemas de segurana importante para aplicaes em transportes.
