Vias renováveis de
produção de
Hidrogénio
Mestrado Integrado em Engenharia Química
Outubro de 2012
Trabalho realizado por:
Carolina Gomes
Diogo Barros
Diogo Silva
Eva Sousa
Mariana Pinheiro
Mariana Santos
Núria Rebelo
Vias renováveis de produção de hidrogénio
ÍNDICE
Índice ............................................................................................................................................. 2
1 RESUMO..................................................................................................................................... 4
2 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................ 6
3
O HIDROGÉNIO COMO FONTE COMBUSTÍVEL ................................................................... 8
4
VIAS RENOVÁVEIS PARA PRODUÇÃO DE HIDROGÉNIO ................................................... 9
4.1
Vias renováveis de obtenção de hidrogénio ................................................................... 9
4.1.1 Processos fotossintéticos ............................................................................................................... 9
4.1.1.1
Biofotólise da água ............................................................................................................... 9
4.1.2 Fotodecomposição de compostos orgânicos por bactérias fotossintéticas ................................. 13
4.1.3 Fermentação ................................................................................................................................ 14
4.1.4 Eletrólise da água ......................................................................................................................... 16
5 ANÁLISE COMPARATIVA ....................................................................................................... 19
6 VIABILIDADE ECONÓMICA..................................................................................................... 20
7 CONCLUSÃO ........................................................................................................................... 21
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................................................... 22
Projeto FEUP
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
2
Vias renováveis de produção de hidrogénio
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 - Equipamento do HaliasTM, da Chevron Texaco, para reforma de gás natural,
capacidade de produção de 120 L/min e rendimento de 75%. [1] ......................................... 7
Figura 2 - Origem do hidrogénio produzido a nível mundial [2] ............................................ 7
Figura 3 - Fermentação alcoólica [4]................................................................................... 14
Figura 4 - Eletrólise da água [6] .......................................................................................... 16
Figura 5 - Representação da captação do hidrogénio e do oxigénio pelos pólos positivo e
negativo [6] .......................................................................................................................... 17
Figura 6 - Eletrolisador portátil com tecnologia PEM comercializado pela fabricante
Protonenergy [10] ................................................................................................................ 18
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1 – Produção de hidrogénio por fermentação………………………………………….15
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3
Vias renováveis de produção de hidrogénio
AGRADECIMENTOS


1
À monitora Filipa Coelho por nos ter ajudado a ultrapassar as nossas dificuldades.
À professora Alexandra Pinto pelos conselhos dados e esclarecimentos feitos.
RESUMO
Este trabalho foi realizado no âmbito da unidade curricular projeto FEUP, do
1º ano, do curso de Engenharia Química da Faculdade de Engenharia da
Universidade do Porto. O seu principal objectivo foi a descrição de vias renováveis
para produção de hidrogénio.
Primeiramente, discutiu-se a razão pela qual o hidrogénio se apresenta como
uma via alternativa aos combustíveis fósseis e, em seguida, investigaram-se alguns
dos processos possíveis para sua obtenção.
De
entre
vários
processos
destacaram-se,
essencialmente,
quatro
mecanismos, sendo que, procedeu-se à descrição de cada metodologia, à análise
das suas vantagens e das suas desvantagens, expondo-se, por fim, a viabilidade
económica de cada.
Os processos fotossintéticos (biofotólise da água), a fermentação, a
fotodecomposição de compostos orgânicos por bactérias fotossintetizantes e, por
último, a electrólise da água foram as técnicas abordadas.
Por fim, concluiu-se que é necessário investir nestas vias de produção pois,
preditam um futuro melhor quer economicamente, quer ambientalmente.
PALAVRAS-CHAVE:
Fermentação, eletrólise da água, biofotólise, poluição, combustíveis fósseis, hidrogénio, energias renováveis.
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4
Vias renováveis de produção de hidrogénio
ABSTRACT
The present report was written under the subject of “projeto FEUP, of the first
year of Chemical Engeneering in “Faculdade de Engenharia da Universidade do
Porto.
Its main purpose is the description of renewable sources for the production of
Hydrogen.
Firstly there’s a discussion about why is hydrogen an alternative solution to
fossil fuels. Then some of the processes to obtain hydrogen were addressed.
From between several processes, four of them were detached and they were
described concerning their advantages and disadvantages. Finally the economic
feasibility of each one of them was concluded.
The
photosynthetic
processes
(biofotolisis
of
water),
fermentation,
photodecomposition of organic compounds by photosynthetic bacteria and
electrolysis of water were the addressed processes.
Finally, it was concluded that is necessary to invest in this methods of
production because they can provide a better future, both economically
and
environmentally.
Keywords:
Fermentation, water electrolysis, biophotolysis, greenhouse, fossil fuels, hydrogen, renewables energies.
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5
Vias renováveis de produção de hidrogénio
2
INTRODUÇÃO
Desde o século XX que o consumo e a exploração dos combustíveis fósseis
têm aumentado drasticamente a nível mundial. E, por isso, atualmente, as fontes de
energia renováveis são um tema com grande interesse, tanto do ponto de vista
económico como do ponto de vista ambiental.
Sabe-se que os principais combustíveis fósseis são o carvão, o gás natural e
o petróleo e que é a partir deles que se obtêm, por exemplo, combustíveis ou
matéria-prima para plásticos e fibras sintéticas.
Contudo, o seu consumo exagerado tem provocado consequências nefastas
no planeta. Pois, para além do seu elevado custo e de serem um recurso nãorenovável, a sua queima tem contribuído para o aumento drástico da poluição. Isto
é, a queima destes materiais liberta gases como o dióxido de carbono e metano
para a atmosfera o que implica o aumento do efeito de estufa, que é um regulador
da temperatura interna da Terra.
Com efeito, tornou-se indispensável encontrar alternativas que permitissem
diminuir a dependência aos combustíveis fósseis e que ao mesmo tempo,
satisfizessem as necessidades energéticas.
Assim sendo, surgiram outros recursos, como as energias renováveis, entre
as quais pode fazer parte a energia do hidrogénio.
Porém, a verdade é que praticamente 96% da produção atual de hidrogénio é
realizada através da reforma de combustíveis fósseis, sendo que, desses, metade
utiliza gás natural como fonte primária. A reforma de combustíveis fósseis é um
método que tem por base a utilização de hidrocarbonetos, essencialmente metano,
de maneira que, das reações que ocorrem resultam como produtos hidrogénio e
dióxido de carbono.
Significa isto que, este processo de obtenção de hidrogénio não satisfaz as
necessidades, uma vez que, para além de ser caro e não renovável, contribui
também para o crescimento da poluição atmosférica.
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Vias renováveis de produção de hidrogénio
Figura 1 - Equipamento do HaliasTM, da Chevron Texaco, para
reforma de gás natural, capacidade de produção de 120 L/min e
rendimento de 75%. [1]
Os restantes 4% representam as vias renováveis de obtenção de hidrogénio,
isto é, representam, essencialmente, a eletrólise, o que realmente indica que, a
percentagem de hidrogénio produzido por métodos alternativos como a pirólise de
biomassa ou por mecanismos fotobiológicos é pouco expressiva. [2]
Figura 2 - Origem do hidrogénio produzido a nível mundial [2]
Assim, verifica-se que as possíveis vantagens associadas à produção de hidrogénio
estão, forçosamente, dependentes dos métodos utilizados para a sua obtenção.
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Vias renováveis de produção de hidrogénio
3
O HIDROGÉNIO COMO FONTE COMBUSTÍVEL
Tendo em conta o decréscimo dos combustíveis fósseis a nível mundial e a
poluição que está inerente à sua utilização, é necessário encontrar uma alternativa
viável para produção de energia. Mas porquê o hidrogénio?
O hidrogénio é o elemento mais simples e mais abundante do Universo e o
terceiro elemento mais abundante no planeta Terra. Note-se que o hidrogénio não é
uma fonte de energia primária, mas sim um vetor energético - um portador de
energia. A grande vantagem do hidrogénio como vetor energético é a eficiência com
que se consegue transformar a energia por ele contida noutra forma de energia, por
exemplo em eletricidade. Por curiosidade, a energia contida num kg de hidrogénio é
três vezes maior do que a energia contida num kg de gasolina. [3]
Para além disso, produzir este elemento é possível através de processos eficazes
como eletrólise da água ou por reforma de álcool e hidrocarbonetos (metanol,
etanol, metano, gás natural e outros).
Em suma, são estas características que fazem com que o hidrogénio possa
surgir como o combustível do futuro.
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Vias renováveis de produção de hidrogénio
4
VIAS RENOVÁVEIS PARA PRODUÇÃO DE HIDROGÉNIO
Atualmente, vários são os processos que permitem a obtenção de hidrogénio,
todavia encontrar um método não agressivo para o ambiente, eficaz e
economicamente viável para essa obtenção ainda causa algumas preocupações.
No entanto, o desenvolvimento dessas tecnologias limpas apresenta-se como
obrigatório, constituindo uma aposta para o futuro, para que se veja garantido o
desenvolvimento sustentável da sociedade.
Assim sendo, tem-se investido na análise das vias renováveis de produção de
hidrogénio, que podem ser clarificadas em diferentes tipos: as que ocorrem por vias
fotossintéticas, as que ocorrem a partir de mecanismos fermentativos e a partir da
eletrólise.
4.1 Vias renováveis de obtenção de hidrogénio
4.1.1 Processos fotossintéticos
Para que se obtenha hidrogénio a partir de mecanismos fotossintéticos são
necessários
microorganismos
subordinados
à
energia
luminosa.
Estes
microorganismos podem ser cianobactérias ou algas verdes, que produzem
hidrogénio através da biofotólise da água.
4.1.1.1 Biofotólise da água
Podemos definir biofotólise como o processo que implica a ação da luz sobre
um sistema biológico resultando daí a dissociação de um substrato, geralmente
água, para produzir hidrogénio.
O processo mencionado compreende portanto, uma fotossíntese, sendo que
ao contrário da fotossíntese tradicional, ocorrente nas plantas verdes, que somente
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Vias renováveis de produção de hidrogénio
reduz dióxido de carbono, a fotossíntese feita por microalgas, em decorrência da
presença de enzimas como a hidrogenase e a nitrogenase, produz, sob certas
condições, hidrogénio.
Este grande sistema engloba, então, duas etapas distintas: a biofotólise direta
e a biofotólise indireta.
4.1.1.1.1
Biofotólise direta
A biofotólise direta para a produção de hidrogénio é um processo biológico
que utiliza sistemas de microalgas fotossintetizantes para converter energia solar
em energia química na forma de hidrogénio.
Uma das grandes vantagens desta produção é a fácil e atraente
disponibilidade de energia solar, permitindo que um determinado substrato,
nomeadamente a água, seja convertido em oxigénio e hidrogénio.
Esta produção de H2 é possível devido à presença da enzima hidrogenase
nos microrganismos que se caracteriza pela sua capacidade de catalisar a oxidação
reversível do hidrogénio molecular, representando ainda um papel vital no
metabolismo anaeróbico.
Deste modo, a absorção de luz solar gera eletrões que são transferidos para
uma molécula de ferrodoxina, reduzindo-a e a enzima hidrogenase recebe esses
eletrões para combiná-los com os protões (H+) e assim formar H2.
→
(
)
(1)
Para que o processo tenha início, é necessário um período de adaptação sob
condições anaeróbias e no escuro, durante o qual a enzima hidrogenase é ativada e
sintetizada. Porém, a produção de hidrogénio é um processo transitório devido à
alta sensibilidade da enzima hidrogenase ao oxigénio, subproduto da fotossíntese.
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A inativação da enzima ocorre pela reação do oxigénio com o ferro do centro
catalítico da enzima. Para minimizar o processo de inibição, o sistema deve possuir
uma baixa pressão parcial de oxigénio.
Muitas pesquisas estão a ser desenvolvidas em torno deste ponto, sendo que
algumas procuram materiais para absorver o oxigénio e outras trabalham com a
mutagénese com o objetivo de encontrar mutantes com tolerância ao oxigénio.
O principal microrganismo estudado para o processo de biofotólise direta são
as algas verdes.
Alga verde unicelular, Chlamydomonas reinhardtii é uma espécie de alga de
água doce do género Chlamydomonasi. Tem uma forma oval com cerca de 10 μm
de comprimento e 3 μm de altura e possui dois flagelos na região anterior para
facilitar a sua locomoção.
Esta espécie é muito estudada para a produção de hidrogénio. Após 60 anos
de pesquisas, recentemente observou-se que em culturas fechadas – reatores - a
privação de enxofre nesses organismos tem como consequência um consumo de
oxigénio e uma passagem a anaerobiose no meio de cultura.
Estes organismos passam então a realizar uma fotossíntese alternativa que
utiliza a luz e a hidrogenase para a produção de H2. Ao fim de algumas horas já se
considera que a cultura se encontra num estado de anaerobiose e a produção de H 2
é máxima.
4.1.1.1.2
Biofotólise indireta
Os problemas de sensibilidade ao oxigénio na produção de hidrogénio são
potencialmente iludidos através da separação temporal e/ou espacial da evolução
do oxigénio e da evolução do hidrogénio. O processo ocorre em dois estágios
separados que são acoplados pela fixação do CO2.
O CO2 é primeiramente fixado em hidratos de carbono de armazenamento
pelo microrganismo, crescendo em tanques abertos de baixo custo. O hidrato de
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carbono acumulado é então convertido para H2 numa segunda fase anaeróbia à luz
em fotobiorreatores ou na fermentação escura em tanques.
Numa típica biofotólise indireta, a produção de hidrogénio pode ser
representada pelas seguintes reações:
(
)
(
(2)
)
(3)
Muitos tipos de algas verdes e cianobactérias, além de terem a capacidade de
fixar CO2 através da fotossíntese, também têm a capacidade de fixar nitrogénio da
atmosfera e por isso, produzem enzimas que podem catalisar o segundo estágio da
biofotólise indireta.
As cianobactérias são os organismos mais estudados na biofotólise indireta.
O metabolismo destes microrganismos para a produção de hidrogénio envolve três
enzimas: a nitrogenase, a hidrogenase de assimilação e a hidrogenase bidirecional.
•
A nitrogenase catalisa a redução do nitrogénio com a liberação obrigatória de
hidrogénio;
•
A hidrogenase de assimilação recicla o hidrogénio liberado pela ação da
nitrogenase;
•
A hidrogenase bidirecional pode funcionar tanto no sentido de produção como
no de consumo de hidrogénio.
A nitrogenase é muito sensível ao oxigénio e em decorrência disso, as
cianobactérias desenvolveram mecanismos e estratégias para proteger esse
complexo enzimático tanto do oxigénio atmosférico, como do oxigénio gerado no
interior das células pela fotossíntese.
Relativamente à existência de uma produção eficaz de hidrogénio, várias
pesquisas visam produzir e selecionar mutantes deficientes na atividade de
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Vias renováveis de produção de hidrogénio
assimilação de H2 e selecionar mutantes cuja hidrogenase bidirecional seja menos
sensível ao oxigénio. Outra vertente de pesquisa para otimização da eficiência deste
processo está relacionada com a nitrogenase.
Esta enzima exige uma elevada quantidade de ATP, o que diminui a sua
eficácia na conversão da energia solar. Assim, tem-se procurado alternativas de
uma nitrogenase com menores requisitos energéticos.
A biofotólise apesar de oferecer várias qualidades, no que diz respeito à
utilização de energias renováveis, especialmente pouco ou nada poluentes, também
apresenta certos problemas, sendo eles:
 A utilização da enzima nitrogenase com a inerente alta demanda energética;
 A baixa eficiência fotoquímica (3-10%);
 A não homogeneidade da distribuição da luz no reator, o que contribui para a
redução da eficiência total da conversão da luz.
4.1.2 Fotodecomposição de compostos orgânicos por bactérias
fotossintéticas
As
bactérias
fotossintéticas
produzem
hidrogénio
através
da
foto
decomposição de compostos orgânicos. Neste processo fotossintético, a energia
solar é aproveitada de forma a transformar água, compostos de enxofre ou
compostos orgânicos em hidrogénio.
A produção de hidrogénio por bactérias fotossintetizantes só acontece em
locais iluminados e sujeitos a uma atmosfera inerte e anaeróbica. A enzima
nitrogenase está intimamente associada à produção de H2. Esta enzima catalisa a
reação em meios de cultura limitados de azoto.
Nitrogenase:
(4)
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Vias renováveis de produção de hidrogénio
As bactérias fotossintetizantes têm a capacidade de degradar por completo
glicose em moléculas de hidrogénio e dióxido de carbono:
(5)
4.1.3 Fermentação
A fermentação constitui um processo anaeróbio, realizado por determinados
microorganismos, durante o qual ocorre a oxidação/degradação de compostos
orgânicos, noutros mais simples, com consequente libertação de energia.
Este processo divide-se em duas etapas principais: a glicólise e a redução do
ácido pirúvico.
Durante a glicólise ocorre um conjunto de reações catalisadas por enzimas,
que dão origem à produção de ATP, de ácido pirúvico e de NADH+.
Quando um composto é oxidado ele perde electrões e hidrogénio. Assim, são
gerados electrões, que vão sendo transferidos para coenzimas especializadas no
transporte de electrões, em particular, o NADH+, que passa para sua configuração
reduzida, NADH.
O produto final destas reações designa-se ácido pirúvico, que na fase
seguinte do processo de fermentação é reduzido pelo hidrogénio do NADH em
diferentes compostos, de acordo com o tipo de fermentação em causa.
Figura 3 - Fermentação alcoólica [4]
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Vias renováveis de produção de hidrogénio
Assim, na produção de hidrogénio por fermentação, o H2 é libertado pela ação
de hidrogenases, isto é, enzimas que catalisam a oxidação do hidrogénio, como
forma de anular o excesso de electrões produzidos durante a degradação de
compostos orgânicos (glicose por exemplo).
Em suma, a produção de hidrogénio a partir de métodos fermentativos
assume-se como um processo tecnicamente viável, na medida em que, a base
deste processo - as bactérias fermentativas - reproduzem-se facilmente, podem
produzir hidrogénio constantemente, a partir de substratos orgânicos simples, sem
necessidade de luz e com uma considerável velocidade de conversão.
Tabela 1: Produção de hidrogénio por fermentação. [5]
A fermentação mostra-se, efetivamente, um processo que apresenta algum
potencial (quando comparada com outros processos biológicos), uma vez que, para
além de já apresentar um rendimento algo considerável dadas as características
anteriormente destacadas, estão a ser desenvolvidas e testadas mutações
genéticas em bactérias fermentativas com o intuito de otimizar o processo. [3]
No entanto, a dificuldade associada a este processo está, essencialmente, na
seleção eficaz de bactérias que não consumam hidrogénio. Adicionalmente, do
processo de fermentação resultam moléculas de CO2, o que implica que o resíduo
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da fermentação requeira tratamento para que sejam evitados prejuízos para o
ambiente.
4.1.4 Eletrólise da água
A eletrólise é um processo electroquímico, descoberto pelo físico e químico
Michael Faraday, e ocorre quando é aplicada uma tensão a um par de eléctrodos
inertes imersos numa solução condutora (por exemplo HCl, como indicado na figura
5).
A aplicação desta tensão provoca o aparecimento de uma diferença de potencial
entre
os
elétrodos,
e
a
ocorrência
de
reacções
de
oxidação-redução.
No caso particular da eletrólise da água pura, antes de tudo, é necessário adicionarlhe alguma substância, uma vez que, a água pura não é condutora de eletricidade condição essencial para que ocorra a sua eletrólise.
Na eletrólise da água o que acontece é que a passagem da corrente elétrica
provoca a quebra da ligação química existente entre os átomos constituintes da
água: o hidrogénio e o oxigénio e, como tal, formam-se partículas carregadas, os
iões.
Figura 4 - Eletrólise da água [6]
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O hidrogénio é atraído para o cátodo, pólo negativo, e o oxigénio para o
ânodo, pólo positivo.
Figura 5 - Representação da captação do
hidrogénio e do oxigénio pelos pólos positivo e
negativo [6]
A energia utilizada para realização desta reação pode ser variada, desde
energia hidroelétrica, até eólica ou mesmo solar. [7]
A quebra da ligação entre os átomos é, geralmente, efetuada com voltagem
1,24V em água pura a uma temperatura de 25ºC e uma pressão de 1,03 kg/cm2.
Contudo, esta tensão pode variar mediante a alteração da temperatura e da
pressão. Assim, para eletrolisar uma mole de água são necessários 65,3 watts-hora
e um metro cúbico de hidrogénio requer 0,14 kilowatts/hora. [8]
Eletrolisadores:
Nos anos 70, a eletrólise era vista como um dos processos mais ineficazes e
caros de produção de hidrogénio. Contudo, os eletrolisadores atuais são muito mais
eficientes, podendo atingir valores máximos na ordem dos 90%. [9]
Existem dois tipos principais de eletrolisadores: os Alcalinos e os PEM (Proton
Exchange Membrane). Estes tipos de eletrolisadores possuem já uma vasta
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Vias renováveis de produção de hidrogénio
utilização em aplicações existentes no mercado, sendo que possuem a tecnologia
mais desenvolvida e estudada.
Figura 6 - Eletrolisador portátil com
tecnologia PEM comercializado pela
fabricante Protonenergy [10]
Os eletrolisadores alcalinos utilizam uma solução aquosa de hidróxido de
potássio (KOH) como electrólito. Este tipo de eletrolisadores é adequado para
aplicações estacionárias e estão disponíveis para pressões reduzidas de
funcionamento.
O eletrolisador PEM, ao contrário dos alcalinos não requer um eletrólito líquido,
o que simplifica o seu funcionamento. O seu eletrólito é uma membrana polimérica
ácida. Estes eletrolisadores podem ser criados para pressões operacionais até
várias centenas de bar, sendo adequado tanto para aplicações móveis como
estacionárias. [11]
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5 ANÁLISE COMPARATIVA
Processos
Vantagens
-O hidrogénio é produzido
-Requer
através de água;
para funcionar;
-Grande
Biofotólise directa
Desvantagens
conversão
de
energia solar.
-É
iluminação
necessário
solar
inibir
a
inibir
a
nitrogenase por O2.
-O hidrogénio é produzido -É
através de água.
necessário
nitrogenase por O2;
-Tem baixa eficácia.
Biofotólise indirecta
-Ampla
quantidade
de
-Requer
iluminação
solar
substâncias que podem ser para funcionar;
usadas para produção de -Libertação
hidrogénio.
Bactérias fotossintéticas
de
CO2;
-O resíduo precisa de ser
tratado.
-Não requer iluminação;
-Dificuldade em seleccionar
-Produzhidrogénio
bactérias que não consumam
constantemente e a grande hidrogénio;
velocidade.
Fermentação
-Libertação
de
CO2;
-O resíduo precisa de ser
tratado.
-Tem um alto rendimento de
-
Elevado
hidrogénio.
eletricidade
custo
da
Eletrólise da água
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6 VIABILIDADE ECONÓMICA
Com o avançar do tempo, urge uma necessidade cada vez mais incessante na
procura de alternativas para combater a poluição e o gasto dos combustíveis
fósseis, atribuindo destaque ao hidrogénio como uma alternativa sugestiva para
alcançar tais fins.
A produção de hidrogénio, por vias renováveis, apesar de apresentar algumas
vantagens, nem sempre apresenta a rentabilidade desejada ou não se apresenta
economicamente atrativa.
O hidrogénio não é encontrado na natureza no seu estado puro, por isso para
ser extraído da sua fonte de origem, que podem ser várias, é necessário o uso de
uma determinada quantidade de energia. Essa quantidade de energia, por vezes, é
maior do que aquela que o hidrogénio é capaz de produzir, o que,
consequentemente, torna a produção de hidrogénio economicamente pouco
competitiva frente às outras alternativas de produção de energia renovável.
No entanto, a razão essencial pela qual o hidrogénio desperta interesse
prende-se com o facto, deste elemento apresentar pequena massa específica com
alto poder calorífico.
Em suma, no seu atual estágio tecnológico, o hidrogénio é consumido a nível
industrial e estima-se que a viabilidade económica do hidrogénio somente será
possível em grande escala. Admite-se o predomínio do gás natural como fonte
primária de energia a ser convertida em hidrogénio, dado o ainda insipiente
desenvolvimento de tecnologias para o uso do etanol e outras biomassas. Com o
desenvolvimento de novas alternativas, as fontes de energia renováveis passarão a
ser predominantes. Claro que, o objetivo fulcral é a sua comercialização a preços
competitivos, com qualidade, confiabilidade e segurança no seu fornecimento.
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Vias renováveis de produção de hidrogénio
7 CONCLUSÃO
Dada a conjuntura actual, isto é, a elevada utilização do petróleo e,
consequentemente, os problemas de escassez a si associados, é necessário
apostar noutras formas de obtenção de energia.
O hidrogénio apresenta várias características que fazem dele um excelente
vetor energético, apresentando-se, portanto, como uma alternativa aos comuns
combustíveis
fósseis.
Porém, para que o hidrogénio seja uma alternativa suficientemente viável sob
o ponto de vista industrial, são necessários avanços tecnológicos que otimizem os
processos de produção de hidrogénio, sobretudo, ao nível das vias renováveis.
Como foi analisado, os processos biológicos são os que implicam um menor gasto
de energia para a produção de hidrogénio, no entanto, assumem-se como mais
lentos e mais susceptíveis às mudanças do meio. Apesar disso, facilmente se
verifica que destes mesmos processos, a fermentação merece algum destaque,
uma vez que, para além de já apresentar um rendimento considerável, está em vias
de desenvolvimento. No entanto, ponderando os fatores custo, rendimento e
eficiência, conclui-se que a eletrólise é, atualmente, o processo renovável de
obtenção de hidrogénio que apresenta maior desenvolvimento.
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Vias renováveis de produção de hidrogénio
8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] O combustível hidrogénio. Disponível em: http://www.ipv.pt/millenium/Millenium31/15.pdf, acesso em 14
de Outubro de 2012;
[2] Almeida, Aníbal Traça; Moura, Pedro Soares; “Hidrogénio e Células de Combustível”, disponível em
http://nautilus.fis.uc.pt/gazeta/revistas/29_1-2/vol29_1_2_Art08.pdf acesso em Outubro 2012;
[3] http://www.lamtec-id.com/energias/hidrogenio.php, acesso em Outubro de 2012
[4] O mundo da Bioquímica. Disponível em: http://mundodabioquimica.blogspot.pt/2011/08/fermentacaoalcoolica.html, acesso em Outubro de 2012;
[5] Logan, B.E.; Oh S.; Kim, I.S.; Ginkel, S.V.. Biological Hydrogen Production Measured in Batch Anaerobic
Respirometers. Environmental Science andTechnology, v. 36, p.2530-2535, 2002.
[6] Energias renováveis e o planeta. Disponível em: http://energiaplaneta-davi.blogspot.pt/2011/08/o-futurohidrogenio-simbolo-h-numero.html acesso em Outubro de 2012;
[7] http://alkimia.tripod.com/curiosidades/hidrogenio.htm, acesso em Outubro de 2012;
[8] Dias, João Salazar; “Hidrogénio e Fuel Cells – Bases de um novo paradigma energético?” Ministério do
Ambiente, do Ordenamento do Território e do Desenvolvimento Regional, 2002.
[9] Santos, Fernando António; Santos, Fernando Miguel; “O Combustível Hidrogénio”, Revista do
ISPV, nº35, Maio de 2005;
[10]
Silva,
Vasco,
“Células
de
Combustível
-
Energia
do
Futuro”,
disponível
em
http://celulasdecombustivel.planetaclix.pt/tipos.html, acesso em 14 de Outubro de 2012;
[11]
Silva,
Vasco,
“Células
de
Combustível
-
Energia
do
Futuro”,
disponível
emhttp://celulasdecombustivel.planetaclix.pt/tipos.html, acesso em 14 de Outubro de 2012.
Projeto FEUP
Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
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