quinta-feira, 28 de agosto de 2014

O Hidrogênio, o combustível do futuro !

Desenvolvida no século XIX  Sir William Grovepor , as células de combustível não tiveram aplicação prática até 1960, quando então passaram a ser usadas no programa espacial americano para produzir eletricidade e água potável . A Nasa utilizava como combustível o hidrogênio e como comburente o oxigênio para seus foguetes, daí a idealização da célula de combustível. Na célula de combustível são consumidos um agente redutor (combustível) e um agente oxidante (comburente), com o objetivo de gerar energia elétrica. Na célula de combustível, ao contrário das baterias ou das pilhas, estes agentes químicos são fornecidos e consumidos continuamente.

As células de combustível têm a vantagem de serem altamente eficientes e pouco poluentes. Podem ser utilizadas como sistemas de emergência, em zonas onde não existe rede elétrica, em aparelhos portáteis e veículos.
Num exemplo primitivo de membrana eletrolítica polimérica (PEM) de célula de combustível a membrana é condutora de prótons e separa o ânodo do cátodo. Em cada lado há um eletrodo de lâmina de carbono revestido com um catalisador de platina.
No lado do ânodo o hidrogênio flui para o catalisador onde é dissociado em prótons e elétrons. Os prótons são conduzidos através da membrana para o catodo e os elétrons são forçados a percorrer um circuito externo (fornecendo força) porque a membrana é isolada eletronicamente. No catodo as moléculas de oxigênio reagem com os elétrons (que chegam pelo circuito externo) para formar água. Neste exemplo o único produto a se perder é o vapor d'água, resíduo inofensivo e útil.
Apesar de sua importância, vários críticos afirmam que a energia gasta para a produção do hidrogênio, fruto da composição da água pela eletrólise( método mais comum), não compensa, pois gastaríamos mais energia em produzir o hidrogênio do que o mesmo pode gerar. Entretanto o hidrogênio pode ser gerado também do metano, componente principal do gás natural com mais ou menos 80% de eficiência. O método de conversão do metano liberta gases para o meio ambiente portanto o método ideal será usar fonte que gere hidrogênio através da eletrólise.
Outro problema é na armazenagem do hidrogênio. Ainda não se tem um recipiente seguro para armazenar o hidrogênio de forma eficiente. O hidrogênio ao se inflamar, reação química entre o hidrogênio e o oxigênio,  gera grande liberação de energia, o que torna o risco muito alto. Não devemos confundir um Bomba de hidrogênio com a reação química do hidrogênio. Na bomba de hidrogênio, existe a fusão dos átomos de hidrogênio, gerando uma grande liberação de energia e radiação. Na reação química, existe apenas a formação da molécula de água e uma liberação muito inferior de energia mas que mesmo assim, pode ser perigosa.
Apesar disto, diversos fabricantes de automóveis apostam nos seus carros conceitos para o futuro. Por enquanto diversos modelos híbridos e movidos a pilha de combustível ganham destaques. O funcionamento é simples: uma célula de combustível é inserida no carro e gera energia elétrica para que ele se mova - esta energia é armazenada em uma bateria de lítio-íon.
Um dos exemplos que temos com este modelo é o Peugeot 307 CC, da francesa PSA Peugeot Citroën.Peugeot 307 CC  que foi apresentado ao público possui um desempenho que não fica devendo em nada para os veículos movidos a álcool/gasolina que temos por aqui: faz de 0 a 80 km/h em 11,2 segundos, atinge velocidade máxima de 155 km/h e, de acordo com a PSA, suas baterias carregadas possuem autonomia de 500 km, uma distância maior que o percurso entre as cidades de Curitiba e de São Paulo.
Para termos uma ideia do perigo do hidrogênio, no dia 6 de maio de 1937, o dirigível Hindenburg explodiu em chamas durante o pouso na cidade de Lakehurst, próxima à Nova Iorque, Estados Unidos. Após este acidente no qual morreram 36 pessoas (35 que estavam a bordo e 1 em terra), a era dos dirigíveis usados no transporte de pessoas chegava ao fim. Estes dirigíveis utilizavam o Hidrogênio com gás, pois é um elemento mais leve do que o ar. Hoje em dia, estes balões e outros do tipo utilizam o Hélio como gás(mais leve que o ar) e que é inerte.

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