Combustíveis Renováveis - A Futura Realidade

Combustíveis renováveis – a futura realidade

Por: Anderson Cansan, Pâmela Natalia Hoffmann, Shaiane Cristine Martendal e Tamara Machado¹.

RESUMO

Atualmente a sociedade vem se preocupando cada vez mais com os problemas ambientais causados pelo seu próprio desenvolvimento não sustentável.

Esse tema nos remete ao foco da tecnologia de desenvolvimento de Células a Combustível (CaCs) movidas a hidrogênio, um sistema de geração de energia elétrica, com baixa emissão de poluentes associada a uma alta eficiência, se comparada ao motor a combustão, por exemplo.

A necessidade de avançarmos no âmbito de geração e distribuição de energia se tornou uma tendência mundial e os estudos voltados para a melhora na produção de energia podem favorecer o sistema sustentável. A tecnologia de Células a Combustível (CaCs) é apresentada neste artigo como um instrumento de adaptação às nossas necessidades e demandas, contribuindo para o uso de recursos mais limpos e renováveis, tais como o hidrogênio.

Palavras-chave: hidrogênio; células a combustível; combustível limpo.

ABSTRACT

Currently the society has been concerned increasingly with environmental problems caused by its own unsustainable development.

This theme reminds us to focus technology development Fuel Cells driven by hydrogen, a system for generating electricity with low emissions associated with a high efficiency, compared to the combustion engine, for example.

The need to move forward in the generation and distribution of energy has become a global trend and studies aimed at improving energy production can foster sustainable system. The Fuel Cell technology is presented in this paper as a tool to adapt to our needs and demands, contributing to the use of cleaner and renewable resources, such as hydrogen.

Keywords: hydrogen, fuel Cells; clean Fuel.

1 INTRODUÇÃO

Quem diria que o elemento mais simples da tabela periódica seria também um excelente combustível?

O hidrogênio, nas condições normais de pressão e temperatura (CNTP), é um gás altamente inflamável. É o elemento mais abundante do universo, constituindo 75% de sua massa total. É também o principal constituinte das estrelas, que passam cerca de 90% da sua vida fundindo hidrogênio para produzir hélio em reações a altas temperaturas e pressões próximas ao núcleo.

Com a questão de combustíveis não renováveis tão em alta no mundo de hoje, o hidrogênio surge como uma forte alternativa e como substituinte limpo do petróleo, que trará benefícios não só para a humanidade como também para o meio ambiente.

Este artigo tem como objetivo apresentar o hidrogênio como uma fonte de energia limpa e renovável, mencionando como ele pode ser obtido e quais são os prós e os contras do seu uso em substituição aos combustíveis existentes. Cabe a este trabalho também abordar as formas de utilização e os meios de consumo da atual e indispensável fonte energética: o petróleo.

O petróleo é um recurso natural e hoje é a principal fonte de energia e renda de vários países. Serve como base para a obtenção de muitos produtos, como a própria gasolina, o óleo diesel, produção de asfalto, entre outros. Acredita-se que ele tenha se originado a partir de restos orgânicos de animais e vegetais depositados no fundo de lagos e mares, sofrendo alterações ao longo de milhares de anos. Bem sabemos que, assim como o gás natural, o petróleo é um recurso não renovável e finito (LEITE, 2011).

Essa questão vem sendo discutida e opções de substituição estão aparecendo em estudos de diversos pesquisadores. Uma das mais recentes pesquisas acadêmicas para este fim é a obtenção de hidrogênio, um combustível que tem como produto da queima com o oxigênio apenas vapor de água. A principal aplicação desse elemento seria a produção de eletricidade, seja para alimentar a rede urbana ou para acionar veículos. O hidrogênio e a eletricidade se tornarão os principais suportes de energia limpa, na futura economia de energias renováveis. Os benefícios são evidentes, mas o uso de hidrogênio em grande escala requer a produção de grandes quantidades, de uma forma econômica.

Segundo Rocha,

As áreas de investigação em que é preciso apostar para tornar o sonho uma realidade envolvem a biologia e a engenharia, motores do século XXI para fazer um mundo melhor. Aquilo que hoje ainda não é economicamente viável, sê-lo-á a prazo, tanto mais depressa quanto o for a vontade dos homens. Os conhecimentos e os meios que hoje temos à disposição levam-nos a ser otimistas quanto à autossuficiência energética da Humanidade. (ROCHA, 2006, p. 42)

2 ENTENDA A TECNOLOGIA

O hidrogênio é o mais simples e mais comum elemento do universo. Possui a maior quantidade de energia por unidade de massa que qualquer outro combustível conhecido e libera cerca de três vezes mais calor por libra que o petróleo estando em seu estado líquido. Quando resfriado ao estado líquido, o hidrogênio de baixo peso molecular ocupa um espaço equivalente a 1/700 daquele que ocuparia no estado gasoso, sendo possível então o seu armazenamento e transporte. Essa é uma das razões pelas quais o hidrogênio é utilizado como combustível para propulsão de foguetes e cápsulas espaciais, que requerem combustíveis de baixo peso, compactos e com grande capacidade de armazenamento de energia.

Quando queimado com oxigênio puro, os únicos produtos são calor e água. Quando queimado com ar, constituído por cerca de 68% de nitrogênio, alguns óxidos de nitrogênio (NOX) são formados. Ainda assim, a queima de hidrogênio produz menos poluentes atmosféricos que os combustíveis fósseis.

Num sistema de célula a combustível, a utilização do hidrogênio puro traz vantagens como não necessitar de reformadores (equipamento utilizado para extrair o hidrogênio de uma fonte deste combustível, tal como o gás natural), diminuindo o tamanho e custo do sistema, além de não contaminar as membranas e eletrodos que são sensíveis a alguns compostos.

A obtenção do gás hidrogênio é bastante flexível, sendo esta uma de suas características mais interessantes. Pode ser obtido a partir de energia elétrica (via