O que é o hidrogênio?
HIDROGÊNIO
Conheça o hidrogênio
Desde o início do século XVI, quando o alquimista suíço Phillip von Hohenheim misturou metais com ácidos fortes e produziu um gás inflamável, as pessoas vêm trabalhando para compreender e aproveitar o poder do hidrogênio.(1) Em grego, a palavra “hidrogênio” significa “gerador de água”(2) e hoje em dia essa propriedade torna o hidrogênio um combustível sustentável atraente pois quando é utilizado para energia o seu único subproduto é a água.(3)
Continue a ler para saber mais o que é o hidrogênio, como é obtido e como é utilizado para melhorar a qualidade das nossas vidas.
Quais são as propriedades físicas e químicas do hidrogênio?
O hidrogênio é o primeiro e o mais simples elemento da tabela periódica, onde é conhecido pelo símbolo H e tem o número atômico 1, o que denota o próton único em seu núcleo.(4)
O gás mais leve, o hidrogênio é incolor, inodoro, insípido, geralmente transparente e não é tóxico.(5) É facilmente dissipado e as suas moléculas têm uma velocidade superior às de qualquer outro gás a uma dada temperatura. Consequentemente, a energia cinética é distribuída mais rapidamente através do hidrogênio do que através de qualquer outro gás; por exemplo, tem a maior condutividade térmica.(6)
Aparece tipicamente como uma molécula diatômica - duas moléculas de hidrogênio, conhecidas como H2. Uma das primeiras qualidades descobertas e mais revigorantes do hidrogênio é que, quando é queimado com oxigênio, cria H2O, mais conhecido como água.(7)
Até que ponto o hidrogênio é abundante?
O hidrogênio é o elemento mais abundante. Estima-se que compõe 75% da massa em todo o universo(8), superando o próximo elemento mais abundante, o hélio, em três para um.(9)
Ele pode ser encontrado por todo o lado. Aqui na Terra, é sempre encontrado combinado com outros elementos para compor a água que cobre dois terços do planeta, bem como plantas, animais, petróleo, gás natural(10) e a atmosfera. De fato, quase tudo que contém carbono também tem hidrogênio.(11) É também o principal elemento do nosso sol.(12)
Como é que o hidrogênio pode ser utilizado para energia?
Como o hidrogênio não existe naturalmente sem outros elementos, a sua transformação para que seja uma fonte de combustível viável requer a sua extração dos seus parceiros elementais.
Desde a época de von Hohenheim, as pessoas sabem que a combinação de determinados ácidos, tais como o ácido sulfúrico ou clorídrico, com zinco ou outro metal, pode fornecer moléculas de hidrogênio, mas estas são geralmente contaminadas com os produtos químicos voláteis dos metais. Depois, durante a Revolução Industrial até meados do século XX, a produção de hidrogênio envolvia operações à base de carvão.(13)
Hoje em dia, utilizamos alguns termos coloridos para descrever como acessamos o hidrogênio como energia: hidrogênio cinza, hidrogênio azul e hidrogênio verde.
Com o hidrogênio cinza, fontes de combustível de hidrocarbonetos não renováveis, tais como o gás natural, são decompostas em hidrogênio e carbono, sendo este último emitido na atmosfera. O hidrogênio azul é obtido da mesma forma, mas o carbono é capturado ou sequestrado.(14) Cerca de 95% do hidrogênio produzido industrialmente(15) provém da reforma a vapor, que envolve o tratamento do gás natural com vapor de alta pressão e um agente catalisador de níquel(16) a temperaturas superiores a 650oC(17) para criar hidrogênio e monóxido de carbono.(18)
Em contraste, o hidrogênio verde não deixa nenhuma pegada ecológica. Um processo denominado eletrólise utiliza eletricidade renovável para dividir a água apenas em seus elementos seminais puros de hidrogênio e o mesmo oxigênio vital que respiramos todos os dias.(19)
Para que é utilizado o hidrogênio?
Desde 1800, as pessoas utilizam hidrogênio para iluminar as suas cidades.(20) Durante a Segunda Guerra Mundial, os britânicos pilotavam balões de barragem movidos a hidrogênio para se defenderem contra ataques.(21)
Hoje em dia, cerca de dois terços do hidrogênio produzido mundialmente é combinado com nitrogênio para produzir amônia, NH3, principalmente para fertilizantes.
É também utilizado para refrigerar geradores e como combustível para a produção de eletricidade,(22) refinação de petróleo,(23) armazenamento e transporte de energia, e veículos públicos e particulares.(24)
O Japão, a Alemanha e os Estados Unidos estão entre os países que pilotam estações de reabastecimento de hidrogênio para automóveis que utilizam células de combustível de hidrogênio.(25) O hidrogênio é até mesmo queimado com oxigênio ou flúor para abastecer foguetes e propulsionar veículos espaciais.(26)
O hidrogênio é uma ferramenta emergente com uma variedade de usos criativos, inclusive a fabricação de metais,(27) investigação criogênica, aplicações de fissão nuclear, reações de fusão nuclear, soldadura atômica por hidrogênio e até tinta radioluminescente para sinalização de emergência.(28)
Pode ser o nosso elemento mais simples, mas o hidrogênio está integrado em quase todas as facetas do nosso mundo, literalmente dando apoio à vida e conduzindo uma rede complexa de produtos e serviços que melhoram a qualidade das nossas vidas em todo o mundo.
