Sobre o Hidrogénio

 O que é o Hidrogénio?

 Quem descobriu o Hidrogénio?

 O Hidrogénio existe na natureza?

 Qual a unidade de medida do hidrogénio?

 Como se produz o Hidrogénio?

 Qual a vantagem do Hidrogénio em relacção às outras energias?

 Como se armazena o Hidrogénio?

 O Hidrogénio é poluente?

 O Hidrogénio é perigoso?

 Onde podemos utilizar Hidrogénio?

 Onde podemos comprar Hidrogénio?

 O que é uma pilha de combustível?

 Como funciona uma pilha de combustível?

 Qual a diferença entre uma pilha de combustível e uma bateria?

O que é o Hidrogénio? O hidrogénio é um gás incolor, inodoro, sem sabor e não tóxico, quando sujeito a condições normais na superfície terrestre. É a substância mais simples que podemos encontrar, sendo o primeiro elemento da tabela periódica. Tipicamente existe sob a forma de uma molécula diatómica, sendo que cada molécula apresenta dois átomos de hidrogénio ligados. Apresenta uma densidade de 0,0899 g/l (14,4 vezes menos pesado que o ar) em condições normais de pressão e temperatura.

Quem descobriu o Hidrogénio? O químico e físico inglês Henry Cavendish (1731-1810) passou vários anos a estudar as propriedades do hidrogénio, sendo que em 1766 descobriu que este era uma substância diferente. Desde o século XIX que o hidrogénio é estudado como forma limpa de produzir electricidade utilizando pilhas de combustível. Contudo, foi a NASA a pioneira na utilização do hidrogénio em aplicações práticas de pilha de combustível, para além de o utilizar como combustível para a propulsão de veículos espaciais.

O Hidrogénio existe na natureza? O hidrogénio está presente na natureza sobre diversas formas, sendo o elemento mais abundante do universo. O hidrogénio é um dos principais constituintes de praticamente todas as coisas que nos rodeiam: animais, plantas, água, combustíveis, etc. No entanto, o hidrogénio na sua forma pura ocorre muito raramente, pelo que na generalidade dos casos, se pretendemos obter hidrogénio puro temos de o extrair de outros compostos.

Qual a unidade de medida do hidrogénio? Como o hidrogénio no estado normal é um gás, a forma mais simples de medir hidrogénio é numa unidade de volume, em metros cúbicos ou litros, em condições normais de pressão e temperatura.

Como se produz o Hidrogénio? Há diversas formas de produzir hidrogénio, a partir de combustíveis como o gás natural por processos de reformação, em que se mistura o gás natural com vapor de água, a partir de biomassa por processos bioquímicos em que se transforma a biomassa num gás rico em hidrogénio ou a partir da água por electrólise (a electrólise é um processo através do qual, fazendo passar uma corrente eléctrica através da água, ela se separa nos seus componentes originais, hidrogénio e oxigénio). Este último processo envolve a utilização de catalisadores e electricidade. A electricidade, poderá ser obtida a partir de qualquer fonte disponível, por exemplo a partir de fontes renováveis como a solar, eólica, entre outras.

Qual a vantagem do Hidrogénio em relacção às outras energias? O hidrogénio pode ser produzido a partir de diversas fontes de energia (combustíveis fósseis, energia nuclear, energias renováveis), com uma razoável eficiência, desperdiçando pouca energia; é facilmente conversível (com elevada eficiência) em calor e electricidade; em relação à electricidade, tem a vantagem de ser transportável e armazenável em grande escala.

Como se armazena o Hidrogénio? As tecnologias actuais permitem armazenar grandes quantidades de hidrogénio de três formas: como gás comprimido a elevadas pressões, como hidrogénio líquido a baixas temperaturas (-253ºC) ou dissolvido em substâncias sólidas. Outras formas de armazenamento estão presentemente a ser estudadas.

O Hidrogénio é poluente? O hidrogénio é uma substância completamente benigna, a sua utilização em tecnologias adequadas só produz água. No entanto, uma vez que o hidrogénio não ocorre naturalmente, para o produzir é necessário recorrer a processos que podem ter como produto final a libertação de poluentes.

O Hidrogénio é perigoso? A perigosidade do hidrogénio pode ser comparada à de outras substâncias que regularmente usamos, como o gás natural, metano ou gasolina. Como com qualquer combustível, um manuseamento seguro depende do conhecimento das características físicas e químicas deste, o que leva a que medidas seguras de acomodação sejam tomadas. O hidrogénio manuseado com este conhecimento é um combustível seguro.

Onde podemos utilizar Hidrogénio? O hidrogénio pode ser usado em equipamentos de queima, tal como os outros combustíveis, mas a aplicação preferencial para o hidrogénio é em pilhas de combustível que são dispositivos capazes de converter, de forma limpa e eficiente, hidrogénio e oxigénio em electricidade e calor.

Onde podemos comprar Hidrogénio? Actualmente, só é possível adquirir hidrogénio junto dos fornecedores de gases industriais.

O que é uma pilha de combustível? Uma pilha de combustível é um dispositivo electroquímico que produz electricidade e calor a partir de um combustível (normalmente o hidrogénio, mas certas pilhas podem trabalhar com gases contendo carbono) e oxigénio. Ao contrário do motor convencional, a pilha de combustível faz isto sem queimar o combustível, o que se traduz num processo mais eficiente e menos poluente. Uma pilha de combustível é constituída por um empilhamento (daí o nome pilha) de células de combustível ligadas em série. Os tipos de pilha de combustível são classificados consoante o tipo de electrólito (o elemento central de uma pilha de combustível) e a temperatura de funcionamento.

Como funciona uma pilha de combustível? A célula de combustível consiste em dois eléctrodos, permeáveis por gás e separados pelo electrólito. Várias células são juntas, formando uma pilha, de modo a aumentar a potência eléctrica. De um lado da célula, no ânodo é introduzido o hidrogénio e do outro lado, no cátodo, o oxigénio. Vai ocorrer a separação dos átomos de hidrogénio nos seus componentes, os protões, que têm carga positiva e os electrões, que têm carga negativa. Apenas os protões podem passar, através da membrana, para o lado da célula em que se encontra o oxigénio, combinando-se entre si e originando moléculas de água e libertando calor. Os electrões do hidrogénio não passam através da membrana e são conduzidos por um condutor produzindo energia eléctrica.

Qual a diferença entre uma pilha de combustível e uma bateria? Enquanto uma bateria acumula e liberta energia eléctrica armazenada quimicamente, uma pilha de combustível produz energia a partir da reacção entre um combustível e o ar. Uma bateria, eventualmente irá deixar de ter energia, tendo por isso de ser recarregada ou inutilizada, a pilha de combustível continuará a funcionar e a produzir energia, até que lhe seja interrompido o fornecimento de oxigénio e combustível.