Hidrogênio

O hidrogênio como combustível e fonte de energia está sendo pesquisado em vários países do mundo, constituindo uma terceira geração de combustíveis cuja entrada em operação comercial é prevista para o pós-2030.

O hidrogênio apresenta algumas vantagens: traz benefícios ambientais (em sua combustão gera apenas vapor d'água como subproduto, e não compostos de carbono que causam emissões de gases de efeito estufa); e é um recurso ilimitado (que, combinado com o oxigênio, na forma de água, existe em grande quantidade).

Mas há algumas barreiras à expansão do uso do hidrogênio como combustível e fonte de energia: não se trata de um combustível primário (não é encontrado na natureza em estado puro, em quantidade significativa); há dificuldades em seu armazenamento para uso veicular (é um composto de baixíssima densidade, que ocupa muito volume, mas uma alternativa é o seu armazenamento na forma de hidretos, compostos instáveis que o liberam lentamente); sua produção a partir de recursos renováveis ainda não é economicamente competitiva; e as tecnologias para eliminação completa de carbono do ciclo produtivo ainda estão em desenvolvimento.

As principais rotas hoje existentes para a produção do hidrogênio são reforma do gás natural ou de etanol; gaseificação de carvão ou biomassa; eletrólise da água; rotas fermentativas; e processos combinados, como energia solar associada à eletrólise.

Assim, considerando-se o ciclo completo, as rotas comerciais atuais não prescindem do elemento carbono, e, em geral, usam insumos de origem fóssil. A produção de hidrogênio para uso industrial, que tem como um dos principais mercados a produção de amônia, intermediário de fertilizantes, é bem conhecida e feita por processo de reforma de gás natural, rico em metano.

A reação de reforma a vapor é: CH4 H2O = CO 3 H2

A produção de hidrogênio via eletrólise também é usada no Brasil, diretamente ou como subproduto de outros processos eletrolíticos, como a produção de cloro e soda, mas seu custo é elevado em comparação com o processo de reforma, portanto preenche nichos de mercado.

Um processo em fase de desenvolvimento que eliminaria por completo os compostos de carbono do ciclo global é o processo combinado de eletrólise da água por meio de energia solar: heliotérmica, por espelhos concentradores de energia.

Uma vez vencida a etapa da síntese do hidrogênio, a geração de energia é feita a partir de células de combustível, que se baseiam no processo inverso ao de eletrólise da água - isto é, reage-se hidrogênio com o oxigênio do ar, gerando água e energia. O processo é antigo, datando de mais de 150 anos, mas tem sido objeto de muitas pesquisas e melhoramentos recentes.

O Ministério de Minas e Energia (MME) possui um programa nacional de incentivo ao uso de hidrogênio como fonte de energia. Para maiores informações, consulte o "Roteiro para Estruturação da Economia do Hidrogênio no Brasil/Versão Beta, 22/03/2005", disponível no endereço http://www.mme.gov.br.