UNIVERSIDADE DE ITANAFaculdade de Filosofia, Cincias e Letras

Trabalho de Concluso de Curso - Qumica

FONTES RENOVVEIS: o hidrognio como uma possibilidade energtica

Lorenna de Melo Pinheiro Cardoso

Itana2009

Lorenna de Melo Pinheiro Cardoso

FONTES RENOVVEIS: o hidrognio como uma possibilidade energtica

Trabalho de Concluso de Curso apresentado como requisito parcial para a obteno de graduao no curso de Qumica da Universidade de Itana.

Orientador: Antnio Taranto Goulart

Itana2009

Lorenna de Melo Pinheiro Cardoso

Fontes renovveis:o hidrognio como uma possibilidade energtica

Trabalho de Concluso de Curso do curso de Qumica da Universidade de Itana.

Itana, 2009.

Antnio Taranto Goulart (Orientador) Universidade de Itana

Penha das Dores Souza Silva Universidade de Itana

RESUMO

Foi realizada uma reviso bibliogrfica sobre o assunto de energias

renovveis dando nfase ao uso de hidrognio como combustvel. Seu objetivo foi

analisar as possibilidades do uso de novas formas de gerao de energia a partir de

fontes renovveis e menos poluentes do que as utilizadas atualmente, como os

derivados do petrleo, visando descrever seus benefcios tanto econmicos quanto

ecolgicos e os desafios para a implantao de uma economia baseada na

sustentabilidade. O foco principal dentre todos as alternativas energticas foi o uso

do hidrognio, sua produo, armazenamento, distribuio, aplicaes, vantagens e

desvantagens.

SUMRIO

1 - INTRODUO ..................................................................................................... 6

2 - HISTRIA DA UTILIZAO DA ENERGIA ..........................................................72.1 - O Incio do Desenvolvimento das Fontes Energticas .......................................7 2. 2 Do Carvo Revoluo ....................................................................................8

3 DA ASCENO CRISE DO OURO NEGRO ...................................................10

4 ENERGIAS ALTERNATIVAS ...............................................................................124. 1 - Energia Solar ..................................................................................................124. 2 Energia Elica .................................................................................................134. 3 - Energia que vem das guas ............................................................................134. 4 Energia Geotrmica ........................................................................................14 4. 5 Biomassa .........................................................................................................14

5 CONSIDERAES SOBRE AS ENERGIAS ALTERNATIVAS ...........................16

6 O HIDROGNIO, PROPRIAMENTE DITO .........................................................17

7 HIDROGNIO: PRODUO ..............................................................................187. 1 - Hidrognio a Partir da Eletrlise ......................................................................187. 2 Hidrognio Atravs de Biocombustveis .........................................................19

8 HIDROGNIO: ARMAZENAMENTO ..................................................................20

9 DISTRIBUIO DO HIDROGNIO ....................................................................22

10 COMO E ONDE UTILIZAR O HIDROGNIO COMO COMBUSTVEL? ..........23

11 CONCLUSO ...................................................................................................24

REFERNCIAS ........................................................................................................25

1 INTRODUO

Um dos assuntos mais discutidos atualmente o desenvolvimento de fontes

de gerao de energia renovveis. Governos e sociedades j sentem a

necessidade de um combustvel que ser o provvel sucessor do petrleo.

Devido a grande preocupao dos pases com o aquecimento global e outros

problemas ambientais que ameaam o planeta, necessrio que as pessoas se

informem sobre formas de preveno ou diminuio dos danos causados ao meio

ambiente pelo homem. Seria possvel a produo de um combustvel to eficaz

quanto os de origem fssil, porm com taxas de emisso de poluentes bem

menores?

Essas e outras possibilidades sero discutidas no trabalho que se segue.

Alm disso, o trabalho proposto tem como objetivo descrever as formas de energias

renovveis existentes atualmente e as vantagens e desvantagens do uso de

hidrognio como uma nova e possvel fonte de energia.

A ideia da utilizao do hidrognio como forma de energia alternativa, parte

do fato de que esse combustvel menos poluente do que os combustveis mais

utilizados atualmente, como os derivados do petrleo e o etanol que contribuem

significativamente para o aquecimento global. Sero apresentadas ideias possveis

para o uso do hidrognio como combustvel e sua viabilidade bem como projetos

que ainda no foram idealizados mas que podem se concretizar em um futuro

prximo.

Tambm se encontram no trabalho pontos de vista e definies de alguns

autores sobre o tema em questo de um modo revolucionrio e com uma viso bem

futurista, mas possvel.

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2 - HISTRIA DA UTILIZAO DA ENERGIA

2. 1 - O Incio do Desenvolvimento das Fontes Energticas

H milhares de anos, quando se iniciava a jornada humana na Terra, a fonte

energtica que contribua para a evoluo do planeta e suas espcies era o Sol. O

homem primitivo utilizava essa energia indiretamente, pois o crescimento dos

vegetais que eram a fonte primria de alimento tinha seu mecanismo de

desenvolvimento atravs da energia do Sol na realizao da fotossntese.

Com a descoberta do fogo, o homem pde, embora precariamente, evoluir.

Obteve um pouco mais de conforto e praticidade em suas atividades dirias. Atravs

da combusto da matria orgnica a lenha o homem pde cozinhar, aquecer e

iluminar seu ambiente.

Tempos depois da descoberta do fogo, ocorreu a revoluo agrcola, o

homem utilizava a energia dos msculos e, mais tarde, a fora dos animais na

preparao da terra para o cultivo e transporte de seus alimentos.

H cerca de 5.000 anos a.C., uma substncia rica em carbono e hidrognio,

lodosa e semi-slida, denominada betume, foi utilizada como argamassa para

construir a Babilnia. Essa substncia era o petrleo encontrado na superfcie, s

margens do Rio Eufrates no Iraque.

Os chineses, 200 anos a.C., aos escavarem poos em busca de sal

encontraram petrleo e gs natural. Alm disso j conheciam o carvo mineral,

chamavam-no de pedras negras.

Gregos e romanos usavam lanas incendirias embebidas em betume nas

guerras e batalhas. Durante vrios sculos o petrleo em forma de betume foi

recolhido na superfcie do solo e nas guas e utilizado sob diversas maneiras, mas o

homem ainda utilizaria outros meios de energia.

No perodo das grandes navegaes, pases como Portugal, Inglaterra e

Frana fizeram uso da energia fornecida pelos ventos a energia elica para

mover suas caravelas e percorrer grandes distncias. Alm da utilizao dos

grandes moinhos para a moagem dos gros, alguns funcionando at hoje, usavam

a energia mecnica, produzida pelo vento.

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At o incio do sculo XVIII, as principais fontes de energia eram a lenha e o

carvo, e as mquinas usadas como fonte de gerao de energia na Europa eram a

roda hidrulica e o moinho de vento. Apesar de todo esse desenvolvimento essas

formas de energia no era o suficiente em uma sociedade que crescia com o passar

do tempo e se desenvolvia, necessitando de uma maior quantidade de alimentos e

recursos para se manter, pois com as secas nos rios as atividades dos moinhos

ficavam restritas, na falta dos ventos as viagens das caravelas ficavam

comprometidas. Dessa forma houve a necessidade de inventar algo que produzisse

energia de forma constante.

2. 2 Do Carvo Revoluo

A energia gerada a partir do carvo possibilitou a criao da mquina a vapor,

que foi inventada em 1712 por Thomas Newcomen e aperfeioada por James Watt

em 1769. Basicamente essa nova tecnologia funcionava a partir da combusto do

carvo que gerava calor e aquecia a gua, fazendo-a evaporar. A presso do vapor

da gua empurrava os pistes movimentando alguma mquina ou pea.

Jazidas de ferro com grande potencial eram encontradas na Inglaterra.

Apesar do homem j ter conhecimento do minrio de ferro desde a pr-histria, onde

percebeu que atravs do aquecimento algumas pedras se derretiam e podiam ser

moldadas tcnica denominada metalurgia -, foi somente no sculo XVIII, durante a

Revoluo Industrial iniciada na Inglaterra que novos mtodos de utilizao do ferro

surgiram.

Com uma maior gerao de energia atravs do carvo e o desenvolvimento

acelerado da metalurgia, vrias mquinas vapor foram construdas e utilizadas em

inmeras aplicaes, uma delas foi a locomotiva e a partir dessas foram construdas

as ferrovias e tambm o barco a vapor.

A partir de todo esse desenvolvimento baseado no carvo, a produo

industrial da Inglaterra cresceu em ritmo acelerado principalmente no setor txtil com

a inveno da mquina de fiar construda com ferro. Quanto mais a produo

crescia, maior era a necessidade de gerar mais energia e maior era impacto

ambiental que comeava a ser sentido pela populao europia.

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Apesar dos benefcios da industrializao, um dos primeiros grandes impactos ambientais foi a poluio nas regies que utilizavam o carvo e a lenha. Florestas inteiras foram dizimadas pela Europa para suprir a demanda crescente de energia. Mas no s a industrializao teve impacto no meio ambiente. A sociedade na poca, em busca de conforto, iluminava as casas e ruas urbanas da Europa com leo de baleia, o que causou a morte de milhares de baleias. (NETO,2005, p. 28).

No incio da Segunda Revoluo Industrial no sculo XIX, a alta produo de

energia possibilitou muitos avanos tecnolgicos e a partir da necessidade de mais

energia devido a esses avanos encontrou-se petrleo em abundncia, o

combustvel lquido facilitou o o surgimento de novas invenes e a adaptao para

novas aplicaes. O petrleo ser discutido no prximo captulo com mais detalhes.

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3 DA ASCENO CRISE DO OURO NEGRO

Desde o primeiro poo de petrleo perfurado na Pensilvnia, no Estados

Unidos, por Edwin Drake em 1859 que a economia mundial se baseia nesse tipo de

combustvel para a gerao de energia.

A histria da economia capitalista pode ser contada quase como a histria da energia . Cada salto de produtividade nestes 300 anos correspondeu a uma forma mais barata de realizar trabalho. Para transportar mercadorias, queimar madeira saa mais barato que a trao animal. Para mover as fbricas durante a Revoluo Industrial , o carvo era melhor que a madeira . E, para erguer a indstria moderna , o petrleo e o gs natural se mostraram mais eficientes que o carvo. A cada passo nessa escada energtica aumentava a eficincia, a economia crescia e aumentavam as emisses de carbono. (GUROVITZ, 2009, p.109).

Com o desenvolvimento de tecnologias a partir da produo de petrleo, a

humanidade passou a esbanjar energia, segundo DIEGUEZ (2001) a marca atual

2.000 watts por pessoa. Por causa da abundncia do petrleo, foi possvel obter o

plstico e energia suficiente para transformar o ferro em ao construindo mquinas

mais robustas, modernas e eficientes. Desenvolveu-se a destilao fracionada ou

refino de petrleo e produziu-se gasolina, querosene e leo.

O petrleo se tornou fator decisivo em guerras como a Primeira Guerra

Mundial, a Inglaterra construiu navios movidos a derivados do petrleo, estes eram

mais eficientes, tanques movidos a gasolina desestabilizaram os inimigos no campo

de batalha por serem mais potentes. Outros veculos surgiram durante a guerra,

como caminhes, jipes e motocicletas.

De acordo com NETO (2005) no fim da dcada de 30, o petrleo j havia

ultrapassado o carvo como fonte de energia primria dos EUA. Da mesma forma, o

acesso ao petrleo foi muito importante durante a Segunda Guerra Mundial.

Apesar de todos os benefcios trazidos pelo petrleo, inmeras guerras foram

e ainda so travadas pela disputa dos poos petrolferos, principalmente nos pases

do Oriente Mdio.

Durante o sculo XX, houveram algumas crises financeiras e diplomticas

entre os principais pases do mundo que controlam a economia por causa do

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fornecimento do petrleo.

Por ser um combustvel de origem fssil, alguns especialistas afirmam que o

petrleo est prximo do fim outros no o afirmam.

Apesar de ser dito com frequncia que estamos esgotando os combustveis fsseis, existem poucas evidncias capazes de sustentar essa argumentao em nvel global a curto e mdio prazos. As reservas confirmadas de gs natural continuam a subir, no obstante o fato de que seu uso esteja aumentando a uma taxa superior do carvo e do petrleo, alm disso, alguns analistas acreditam que a produo global de petrleo continuar a aumentar at atingir um pico em algum momento entre 2005 e 2015. aperfeioamentos na tecnologia de extrao de petrleo permitiro que quantidades cada vez maiores de leo sejam extradas de um dado campo petrolfero. (BAIRD, 2002, p. 252).

Alm de todos os fatores acima, o que se discute hoje o impacto ambiental

causado pela queima dos combustveis fsseis, tal como o aquecimento global, e o

que se busca so meios alternativos de se produzir energia sem que essa produo

afete o equilbrio ambiental. Vrios pases buscam desenvolver tecnologias a partir

de fontes de energia renovveis e limpas.

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4 ENERGIAS ALTERNATIVAS

Uma fonte de energia renovvel uma fonte de energia que est sempre sendo reciclada, geralmente durante um curto perodo de tempo, ao contrrio dos combustveis fsseis como o petrleo, que se esgotam ao serem utilizados, e demoram milhes de anos para serem formados novamente. (NETO, 2005, p. 70).

Alm de serem renovveis, essas energias, normalmente so mais limpas, ou

seja, o seu uso emite menos poluentes na atmosfera do que os combustveis de

origem fssil. O que nos resta saber a viabilidade de cada alternativa.

Basicamente so fontes de energia renovveis o Sol, o vento, gua, o calor

interno da Terra e a biomassa.

4. 1 - Energia Solar

Utilizar a energia solar um grande passo para a reduo na emisso de

gases poluentes e para o desenvolvimento sustentvel, isso se deve ao fato dessa

fonte energtica ser uma forma limpa de se gerar energia e tambm existir em

abundncia.

A cada ano, o Sol envia para a Terra uma quantidade de energia equivalente a mais de 10.000 vezes o consumo mundial registrado nesse perodo. Aproveit-la em grande escala, porm no fcil: para tanto so necessrias grandes superfcies de capitao. (RAPOSO, 2008, p. 43).

Para se utilizar a luz solar necessrio que a mesma seja absorvida e

convertida em formas teis de energia como a energia eltrica. Paneis solares so

utilizados para captar o calor da radiao solar e essa convertida em energia

trmica para o aquecimento de gua por exemplo.

Existem tambm os painis solares fotovoltaicos que convertem a energia

luminosa do Sol, os ftons, em eletricidade. Estes, porm apresentam alto custo de

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investimento.

O Brasil possui alto potencial de uso da energia solar devido a sua localizao

geogrfica que permite que todo o territrio receba grande quantidade de luz solar

durante todos os perodos do ano. Entretanto, ainda so poucos os investimentos

nessa rea, apenas em algumas cidades brasileiras o uso de energia solar em

algumas atividades j lei.

4. 2 Energia Elica

Os ventos, segundo BAIRD (2002) fluxos de ar que resultam da tendncia de

igualar as presses das massas de ar que sofrem exposies diferenciadas ao calor

fornecido pela luz solar e que, portanto, apresentam diferentes presses, possuem

alto potencial para a gerao de energia, seja ela mecnica atravs de aeromotores

e moinhos de vento ou eltrica atravs das turbinas elicas ou aerogeradores.

Nos ltimos anos do sculo XX e incio do sculo XXI, tornou-se vivel gerar

energia eltrica em grandes quantidades atravs dos ventos, pases como a

Inglaterra, Dinamarca, Sucia, Holanda e Irlanda, tm investido pesado na

construo de usinas elicas como uma nova alternativa para a produo de

eletricidade.

Apesar dos investimentos de todos esses pases, esse tipo de gerao de

energia ainda no possui grande destaque com relao as outras formas de se

produzir energia no cenrio mundial. O que falta a aceitao e iniciativa de mais

pases com alto potencial territorial, como o Brasil, EUA, Canad ou Rssia na

implantao de usinas elicas em seu territrio.

4. 3 - Energia que vem das guas

Gerar energia por meio das guas pode ocorrer de duas maneiras: atravs

das usinas hidreltricas , que utilizam as quedas d'gua para movimentar turbinas

gerando energia mecnica e assim eletricidade.

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Podemos obter energia, ainda, pelas ondas do mar, que apresentam um

grande potencial de explorao, tanto pela fora das mars quanto pela imensido

dos oceanos. A tecnologia utilizada atualmente se baseia em turbinas que funcionam

atravs da presso do ar, de acordo com o movimento das ondas, essas turbinas

so interligadas a geradores que, pelo movimento mecnico, produzem energia

eltrica.

4. 4 Energia Geotrmica

O calor gerado no interior da Terra transportado at a superfcie atravs de

um processo denominado conduo. Esse tipo de energia, de acordo co, NETO

(2005) representa 10.000 vezes a energia consumida anualmente em todo mundo.

Esta energia em forma de calor emana das camadas mais baixas da superfcie da Terra e resulta do decaimento radioativo e da conduo proveniente do ncleo fundido do planeta. A energia geotrmica aparece na forma de vapor ou de gua quente. (BAIRD, 2002, p. 266).

A energia geotrmica, pode ser utilizada para aquecer a gua ou at mesmo

transform-la em vapor e utiliz-lo em turbinas para a gerao de energia eltrica.

Ainda sendo possvel seu uso em processos industriais.

Apesar de til, a energia do fundo da Terra, apresenta uma desvantagem:

quando o fluido aquecido retirado do subsolo libera uma quantidade considervel

de sulfeto de hidrognio gasoso o que bastante txico.

4. 5 Biomassa

Biomassa todo recurso renovvel oriundo de matria orgnica (de origem

animal ou vegetal) que pode ser utilizada na produo de energia BIOMASSA

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(2009).

Por essa definio podemos citar como exemplos de biomassa os resduos

da agricultura e das florestas, a parte biodegradvel dos resduos industriais e

urbanos, os combustveis gerados a partir da soja, girassol cana-de-acar, milho e

madeira.

No caso dos resduos da agricultura e florestas, a parcela biodegradvel dos

resduos industriais e urbanos, pode ser gerado o biogs, rico em metano, podendo

ser adquirido tambm atravs de aterros sanitrios e estaes de tratamento de

gua e esgoto. O biogs pode ser utilizado em sistemas industriais de calefao e

at mesmo em veculos como combustvel.

O combustvel gerado a partir dos leos de soja e girassol o biodiesel que

atualmente ganhou fora no Brasil pela Lei n 11.095/05 BRASIL (2005) artigo 2 que

fixa em 5% (cinco por cento), em volume, o percentual mnimo obrigatrio de adio

de biodiesel ao leo diesel comercializado ao consumidor final, em qualquer parte do

territrio nacional. O diesel, de origem fssil, utilizado em veculos e tambm em

algumas mquinas, comea a perder espao para o biodiesel podendo at ser

totalmente substitudo em um futuro prximo devido ao biodiesel emitir uma menor

quantidade de fuligem e dixido de enxofre quando queimado se comparado ao

diesel comum.

Por fim, os combustveis gerados a partir da cana-de-acar, milho e madeira.

A partir dos dois primeiros se produz o etanol e a partir da madeira se obtm o

metanol. Alm de emitirem menos gases poluentes que os derivados do petrleo

quando em combusto, esses dois compostos so adquiridos a partir de fontes

renovveis, o que basta saber e analisar se a sua produo, que vai do plantio da

cana-de-acar e do milho e da extrao de madeira at o uso de tecnologias em

sua obteno, no afetar a produo de alimentos e o equilbrio do meio ambiente.

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5 CONSIDERAES SOBRE AS ENERGIAS ALTERNATIVAS

Apesar de aparentarem ser uma boa alternativa para a soluo dos

problemas ambientais e de gerao de energia, as energias alternativas ou

renovveis tm que ser estudadas minuciosamente pois tambm provocam, de

forma menor, mas no desprezvel, alteraes ambientais o que pode aumentar em

muito o custo de cada uma tornando-as inviveis.

Uma grande parte dos gastos de produo desses combustveis deve-se ineficincia das etapas das transformaes qumicas e fsicas necessrias para a sua utilizao. Em especial, as transformaes qumicas comumente requerem calor que, na prtica, fornecido pela queima de combustveis fsseis, quando grande parte perdida antes mesmo de ser incorporada aos produtos. Alm disso a posio do equilbrio nas reaes no tende totalmente para os produtos desejados, de modo que as reaes no chegam a ser concludas. (BAIRD, 2002, p. 297).

Como citado acima, os custo de produo tambm devem ser considerados

quando se quer implantar um novo tipo de gerao de energia, pois se o oramento

para a sua produo for demasiado alto, torna-se extremamente invivel sua

fabricao.

Hoje em dia o que governos e, principalmente, ambientalistas visam um tipo

de energia que no cause nenhum tipo de desequilbrio ambiental e que sua

produtividade no possua alto custo. O que ser destacado seguir uma das

alternativas que vem sendo discutida h anos e que s atualmente ganhou mais

destaque como o precursor do petrleo. Ser apresentado o hidrognio como o

combustvel do futuro, suas aplicaes, vantagens e desvantagens em um cenrio

mundial que busca o equilbrio ecolgico como meio de sobrevivncia da atual e

futuras geraes.

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6 O HIDROGNIO, PROPRIAMENTE DITO

Sendo o mais simples dos elementos, o hidrognio, est em praticamente

tudo o que existe. Em condies ambientes de presso e temperatura um gs

incolor, inspido e inodoro. Segundo NETO (2005) ele compe 75% da massa do

Universo e 90% de suas molculas, como a gua (H2O) e as protenas nos seres

vivos. No planeta Terra, compe aproximadamente 70% da superfcie terrestre.

Apesar de estar desse percentual de 70% da superfcie terrestre, o hidrognio

no encontrado puro por ser muito reativo - e sim, agregado a outros elementos,

formando diversas substncias.

Possui um grande potencial energtico, atravs de sua combinao em forma

de gs com o oxignio gasoso, se produz gua, e nessa reao uma quantidade

considervel de energia liberada. Verificando a equao da reao entre oxignio

e hidrognio (combusto), podemos perceber que no h outra substncia liberada

alm de gua, o que torna o hidrognio uma forma de gerao de energia

extremamente limpa.

H2(g) + O2(g) H2O H = -242 kJ mol-1

Alm de ser mais leve que o ar, quando est no estado lquido ocupa um espao

extremamente menor que o gs.

Por todas essas vantagens e, aparentemente, viabilidade principalmente

ecolgica que vrios cientistas e atualmente at governos esto apostando no

hidrognio como o combustvel de um futuro que pode no estar to longe assim. O

que tem que ser analisado so as fomas de produo, armazenamento e

distribuio do hidrognio em sua forma energtica alm de sua viabilidade e

benefcios tanto econmicos como ambientais e estes sero descritos a seguir.

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7 HIDROGNIO: PRODUO

Produzir hidrognio em grande escala para a sua distribuio em forma de

combustvel um dos maiores desafios, atualmente, para o desenvolvimento de

tecnologias a hidrognio. Mas isso no se deve a falta de fontes de hidrognio pois

estas so diversas.

Atualmente, a maior parte da produo de hidrognio se destina a atividades

industriais, como por exemplo, a fabricao de plsticos, produo de amnia e

aplicaes na indstria eletrnica.

Para se obter o hidrognio puro, os meios mais usados ainda so os

derivados de fontes fsseis como o gs de carvo gaseificado, o gs natural e a

reforma de petrleo.

A utilizao do hidrognio como fonte de energia, somente ser sustentvel e

vivel se as formas de obteno desse combustvel ocorrer por meio de fontes

renovveis e menos poluentes do que os mtodos mais usados atualmente.

7. 1 - Hidrognio a Partir da Eletrlise

Uma das formas de se produzir hidrognio atravs da eletrlise da gua,

processo que consiste na passagem de uma corrente eltrica pela gua para

quebrar sua molcula (H2O) em seus constituintes: hidrognio e oxignio. Esse o

mtodo comercial mais caro de se obter o hidrognio.

Atualmente, somente 1% da produo mundial gerada a partir da eletrlise da gua. Isto se deve ao custo da eletricidade, que geralmente equivale a dois teros do custo operacional da produo de hidrognio, sendo mais caro que outros mtodos e fontes de hidrognio, como o gs natural. (NETO, 2005, p. 115).

Outra opo para a produo de hidrognio com o uso de eletrlise, seria a

captao da luz solar atravs de painis fotovoltaicos, equipamentos que so

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capazes de converter a energia do sol em energia eltrica e a partir disso fazer a

eletrlise da gua.

Arbia Saudita e Alemanha j possuem prottipos de usinas com essa

tecnologia. Apesar de, atualmente, os custos de painis fotovoltaicos serem

considerados altos, ainda sim essa uma boa opo do ponto de vista ecolgico,

pois no gera poluentes e com o tempo e aumento de instalaes dos painis o

custo deve diminuir consideravelmente, tornando esse desenvolvimento sustentvel.

7. 2 Hidrognio Atravs de Biocombustveis

A obteno de hidrognio atravs de biocombustveis uma alternativa muito

prtica e sustentvel. Com essa opo o Brasil, por exemplo, pode se destacar, pois

possui tecnologias para a produo de biocombustveis, o que j um grande

passo.

Os aterros sanitrios possuem grandes quantidades de matria orgnica que,

ao se decompor, libera gases como o metano (CH4) e o dixido de carbono (CO2) em

abundncia, alm de um pouco de nitrognio, oxignio e hidrognio. Mais da metade

dos gases produzidos contm metano, e este um dos grandes causadores do

efeito estufa, devendo ser utilizado para outros fins como a gerao de energia

eltrica ao invs de ser liberado na atmosfera. E o resultado dessa energia pode ser

convertido para a produo de hidrognio.

A biomassa, como explicado antes, provem tambm de vegetais, e pode ser

convertida em combustvel lquido ou gs. Para a produo de hidrognio, o que nos

interessa sua forma gasosa, chamada de biogs.

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8 HIDROGNIO: ARMAZENAMENTO

Toda substncia utilizada como combustvel exige um armazenamento

adequado, devido a sua preservao e principalmente por uma questo de

segurana. O hidrognio poderia ser armazenado na sua forma gasosa, quando em

temperatura ambiente, mas como seu volume na forma lquida muito menor que a

maioria dos outros combustveis o desafio armazen-lo como lquido.

Como o hidrognio um dos elementos mais leves da natureza baixa densidade e apresenta uma molcula muitssimo pequena, ele pode escapar dos tanques de armazenamento mais facilmente que outros combustveis. Este levssimo gs tem o segundo menor ponto de ebulio de todas as substncias conhecidas ou seja, passa do estado lquido para o estado gasoso mesmo em baixssimas temperaturas (-252,8C). Entretanto, se desejamos utiliz-lo como combustvel para transporte ou para gerao de energia devemos procurar meios de armazen-lo de maneira segura e efetiva, avaliando desde o local em que produzido at o local onde consumido. (NETO, 2005, p. 121).

A forma mais comum de armazenamento de hidrognio, so os sistemas de

armazenagem de gs comprimido. A deficincia destes sistema est no espao

ocupado pelos cilindros que armazenam o hidrognio, pois como sabemos, em sua

forma gasosa, o hidrognio, ocupa um espao considervel. Alm do mais, quando

se deseja armazenar uma quantidade superior de hidrognio, uma presso maior

deve ser aplicada sobre o gs e mais resistente tem que ser o material de que feito

o cilindro, o que coloca em dvida a segurana desse sistema.

J existem tecnologias para o armazenamento de hidrognio no estado

lquido, que podem ser timas alternativas, pois assim poderemos armazenar mais

hidrognio em um volume que ocuparia um espao menor.

Como dito antes, o hidrognio possui baixssimo ponto de ebulio, devido a

isso os formas de armazenagem do hidrognio em estado lquido se baseiam em

sistemas criognicos que conseguem manter a temperatura baixa. Esses sistemas

so construdos de forma que no ocorra transferncia de calor entre o ambiente e o

tanque de hidrognio.

Algumas ligas metlicas so dotadas de propriedades de absorver gases

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como o hidrognio, quando este entra em contato com sua superfcie sob altas

presses. Quando isso ocorre, chamamos os compostos formados de hidretos

metlicos. E para que o hidrognio seja liberado, basta aquecer o hidreto. Mesmo

sendo pesados e volumosos, estes so uma boa opo para o armazenamento de

hidrognio, visto que a capacidade de armazenamento considervel e que existem

centenas de hidretos metlicos que podem ser armazenados em presses e

temperaturas que no so necessariamente extremas, alguns at em condies

ambiente, o que torna esta opo segura podendo ser utilizada em aplicaes que

necessitem de mobilidade ou no.

Atualmente as tecnologias apresentadas acima so as mais viveis e

disponveis. Outras esto em fase de desenvolvimento e testes, como os nanotubos

de carbono que segundo pesquisas podem armazenar de 5 a 10% de hidrognio em

relao ao peso total, as nanofibras de carbono que tm apresentado um potencial

maior de armazenagem, microesferas de vidro, armazenamento em polmeros e o

uso de tetraborohidreto de sdio. Essas podem ser opes futuras mas que ainda

so pouco conhecidas e no momento no se pode chegar a uma concluso de que

as mesmas sejam viveis ou seguras.

21

9 DISTRIBUIO DO HIDROGNIO

Como a gasolina, o lcool e o leo diesel, para se implantar uma nova forma

de combustvel necessrio que se construa uma rede de distribuio como os

postos de combustvel, afinal, ao sair de casa com um carro movido a hidrognio,

por exemplo, necessita-se de um local para abastec-lo. A construo e formas de

distribuio de hidrognio, tambm so um dos desafios dessa nova energia.

Segundo NETO (2005) os postos de hidrognio podero receber o

combustvel atravs de caminhes ou redes canalizadas de hidrognio, ou at

mesmo produzi-lo no prprio posto. Mas para que essa idia se torne global,

necessrio que pessoas e governos sejam conscientizados de que o hidrognio

um combustvel mais limpo que os usuais e que tambm pode ser muito seguro se

sua implantao for trabalhada adequadamente.

J existem em alguns lugares do mundo postos de hidrognio, como em

Berlim, na Alemanha, onde se encontra o maior posto de hidrognio do mundo com

capacidade de abastecer at cem veculos por dia. Os noruegueses esto

construindo a Hynor, uma estrada que ter sete postos de hidrognio , ainda esse

ano ser possvel atravessar todo o pas rodando apenas com hidrognio.

A implantao dessas redes de distribuio de hidrognio no barata, mas

os postos de gasolina tambm precisaram ser construdos com bons investimentos

antes de funcionarem como hoje. O investimento em tecnologia dever ser alto, mas

os benefcios a longo prazo sero de grande importncia, principalmente do ponto

de vista ambiental.

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10 COMO E ONDE UTILIZAR O HIDROGNIO COMO COMBUSTVEL?

Como combustvel, o hidrognio, pode ser usado em vrios tipos de

equipamentos que necessitem de energia, desde carros e mquinas industriais at

brinquedos eletrnicos.

O dispositivo que consegue converter a combinao de hidrognio e oxignio

em energia trmica ou eltrica denominado clula a combustvel. J existe h um

bom tempo e s recentemente comeou a ser utilizada com o hidrognio para a

gerao de energia.

Existem pelo menos seis tecnologias de clulas a combustvel para combinarem hidrognio e oxignio, mas elas tm basicamente o mesmo princpio de funcionamento. Resumidamente, de um lado da clula entra o hidrognio e do outro entra o oxignio. No meio, entre os eletrodos, existe um eletrlito e um catalisador, que so a lgica de todo o funcionamento da clula a combustvel. (NETO, 2005, p. 94).

De maneira geral podemos considerar a clula a combustvel como uma

espcie de pilha para gerar energia. Onde se desejar obter energia poderemos

instalar uma clula a combustvel adequada ao tamanho e necessidade da

quantidade de energia. Brinquedos, eletrodomsticos, carros, mquinas industriais,

gerao de energia eltrica para o consumo urbano e industrial, todos podem ser

adaptados para o uso de hidrognio atravs das clulas a combustvel.

J existem carros movidos a hidrognio circulando em vrios pases,

indstrias que geram sua energia baseadas nas tecnologias do hidrognio, pases

como a Inglaterra j implantaram em seu transporte pblico nibus movidos a

hidrognio.

Provavelmente daqui h alguns anos as tecnologias do hidrognio j estaro

bem mais prximas do consumo de todas as pessoas. E mais importante do que os

investimentos a conscientizao da sociedade de que no s o hidrognio mas

outras fontes de energia, so mais limpas para o meio ambiente e principalmente

seguras para o consumo.

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11 - CONCLUSO

Como vimos, o hidrognio pode ser uma boa opo, para o incio de uma

nova era com energias limpas, principalmente com relao poluio do planeta por

combustveis de origem fssil, que tm contribudo com os grandes desequilbrios

ecolgicos provocando danos que j esto atingindo o prprio homem atravs das

catstrofes ecolgicas que temos visto nos ltimos anos.

Podemos sim fazer do hidrognio o combustvel do futuro, a partir do

momento em que sua produo, armazenamento e distribuio no causarem danos

ambientais e sejam viveis. Para que isso ocorra mais pesquisas devem ser

realizadas com o incentivo de governos e instituies privadas e dessa forma

progredir com um desenvolvimento sustentvel.

A economia baseada no petrleo est em declnio, no por esta fonte

energtica estar se esgotando mas sim porque a humanidade est sentido os efeitos

de uma sociedade capitalista que produziu e consumiu sem prever as possveis

consequncias, tanto ambientais quanto econmicas e necessita de novos meios de

gerar energia de forma sensata. Os jovens de hoje e as futuras geraes tm que

ser conscientizados e alertados para que possam cuidar do planeta no s por meio

de uso de combustveis renovveis e sim atravs de toda a ao de preservao do

meio em que vivemos.

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REFERNCIAS

BAIRD, Colin. Qumica Ambiental / Colin Baird; trad. Maria Angeles Lobo Recio e Luiz Carlos Marques Carrera. - 2 ed. - Porto Alegre: Bookman, 2002.

BIOMASSA. Agncia Nacional de Energia Eltrica, maio de 2009 . Disponvel em . Acessado em 29 de maio de 2009, p. 77.

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RAPOSO, Isabel. A energia que vem do Sol. Revista Planeta, ed. 429, junho de 2008, p. 40 46.

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