Hidrogênio

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Fontes de Energia
Hidrogênio
O hidrogênio
O hidrogênio é elemento mais simples, mais leve, mais pequeno e o mais abundante no universo. Constituído por um núcleo contendo um próton com um elétron orbitando em sua volta.
 Aparece também em milhões de substancias, como por exemplo na água e nos compostos denominados orgânicos, e é capaz de reagir com  a maioria dos elementos. 
Embora não seja uma fonte primária de energia, o hidrogênio se constitui em uma forma conveniente e flexível de transporte e uso final de energia.
Pode ser obtido de diversas fontes energéticas: petróleo, gás natural, eletricidade, energia solar. 
Sua combustão não é poluente, pois é produto da combustão da água, além de ser uma fonte de energia barata.
Em suas condições normais de pressão e temperatura, o hidrogênio é um gás não toxico, inflamável , incolor e inodoro.
O hidrogênio
CONVERSÃO ENERGÉTICA
Na terra não existe o hidrogénio livre, estando sempre associado a outros elementos e para ser obtido “puro” é necessário gastar energia na dissociação de uma fonte primária. Sendo assim, o hidrogénio não é uma fonte primária de energia mas sim, uma fonte intermediária, por isso não deve ser referido como uma fonte energética, pois é apenas um vector energético, isto é, uma moeda de troca.
E existem vários processos de obtenção do hidrogênio, segue alguns abaixo:
Electrólise da água
Vapor reformando o gás natural ou outros hidrocarbonetos
Fotobiológico
Gaseificação de biomassa e pirólises
CONVERSÃO ENERGÉTICA
A Célula a Combustível
Células a combustível são, em princípio, baterias, ou seja, conversores diretos de energia química em elétrica e térmica, de funcionamento contínuo (diferentemente das baterias), que produzem corrente contínua pela combustão eletroquímica a frio de um combustível, geralmente hidrogênio
Assim, considerando-se as células de baixa temperatura de operação em meio ácido, hidrogênio é oxidado a prótons no anodo, liberando elétrons, segundo a reação:
CONVERSÃO ENERGÉTICA
Os eletrodos são condutores eletrônicos permeáveis aos gases reagentes e são separados um do outro por um eletrólito (condutor iônico). O eletrólito pode ser um líquido, um polímero condutor de cátions (geralmente saturado com um líquido) ou um sólido.
Células unitárias apresentam um potencial aberto de 1 a 1,2 V e liberam, sob solicitação de 0,5 a 0,7 V DC. Estes valores são, sob o ponto de vista prático, muito baixos. A necessidade de empilhamento em série de várias unidades de células (200 a 300, também chamado módulo) torna-se óbvia, a fim de se obter potenciais práticos da ordem de 150 a 200 V, uma das vantagens inerente às células a combustível é a sua eficiência relativa ao combustível.
CONVERSÃO ENERGÉTICA
Hidrogênio combustível
Visto que o petróleo é um combustível não renovável e que contribui para a poluição do meio ambiente, várias indústrias e centros de pesquisas têm  se  mobilizado  na  busca  por  novas  fontes  de energia combustível. 
É  nesse  contexto  que  surge  o  hidrogênio combustível.  Quando  o hidrogênio “queima”, ele produz apenas vapor de água: 
H2(g) +1/2 O2(g) → H2O(g)
Hidrogênio combustível
O hidrogênio tem a mais alta energia por unidade de peso comparativamente com qualquer combustível, uma vez que o hidrogênio é o elemento mais leve e não tem os pesados átomos de carbono, por isso tem sido usado intensamente nos programas espaciais onde o peso é crucial.
A quantidade de energia liberada durante a reação do hidrogênio é cerca de 2,5 vezes do poder de combustão de um hidrocarboneto (gasolina, metano, propano, etc...) 
Como funciona um motor híbrido
O veículo movido à célula a combustível a hidrogênio  tem motor elétrico. O processo de propulsão do veículo é o seguinte: o hidrogênio reservado nos tanques do veículo é introduzido na célula a combustível, onde passa por um processo eletroquímico que produz energia elétrica pela agregação do hidrogênio com o oxigênio do ar, gerando água como subproduto. A energia elétrica após condicionada movimentará o motor elétrico de tração. O motor elétrico instalado no eixo traseiro, gera energia mecânica, movimentando o veículo.
Vantagens
1 - Veículos movidos a hidrogénio não terão motor a combustão. Os motores serão eléctricos, o que evitará a poluição do meio ambiente.
2 - O processo de geração de energia é descentralizado. O hidrogénio pode ser produzido a partir de várias fontes: água, combustíveis fósseis e biomassa. Essa produção pode ainda ser feita com o aproveitamento da energia solar ou eólica.
3 - Fonte renovável, inesgotável e não poluente. A produção de energia pode ser realizada em qualquer lugar.
4 - A geração de energia por meio de pilhas a combustível é pelo menos duas vezes mais eficaz do que a obtida pelos processos tradicionais.
Desvantagens
Não se encontra isolado na Natureza;
Dependência de hidrocarbonetos, petróleos e seus derivados;
Inexistência de boa relação preço-eficiência;
Necessidade de utilização de metais nobres;
Problemas e custos associados ao transporte, armazenamento e distribuição.
No Brasil...
Mais de 40 universidades e centros de pesquisas do País, entre os quais a UEM, estão envolvidos no Programa Nacional de Células a Combustível. 
O objetivo é viabilizar a produção de hidrogênio para alimentar as células, que funcionam como pilhas comuns, produzindo energia elétrica. Realimentadas com esse combustível limpo, são essas pequenas células que irão mover veículos ou colocar laptops e carregadores de celulares, por exemplo, em funcionamento.
Em Curitiba, três instituições utilizam células a combustível como alternativa ao uso da energia elétrica comum. A que está instalada na Copel foi a primeira no Brasil. A segunda está no Lactec e a terceira deverá entrar em funcionamento nos próximos dias  no Hospital Erasto Gaertner. 
Em SãoPaulo, as células movidas a hidrogênio processado do gás natural já estão sendo testadas em ônibus. 
No Brasil...
O Ministério de Minas e Energia (MME), em conjunto com a Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos de São Paulo (EMTU/SP), o Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD), o Global Environmental Facility (GEF) e a Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) estão dando andamento ao projeto Estratégia Energético – Ambiental: Ônibus com Célula a Combustível Hidrogênio, o qual representa o ponto de partida para o desenvolvimento de uma solução mais limpa para o transporte público urbano no Brasil.
O projeto consiste na aquisição, operação e manutenção de até cinco ônibus com célula a combustível hidrogênio, mais a estação de produção de hidrogênio por eletrólise e abastecimento dos ônibus, além do acompanhamento e verificação do desempenho desses veículos.
No Brasil...
Dentre os principais intuitos desse projeto, tem-se:
Obter conhecimento dessa tecnologia mundialmente inovadora, permitindo ao Brasil ocupar uma posição de destaque em virtude de seu mercado em potencial.
Desenvolver tal tecnologia no Brasil, junto às operadoras de ônibus, fabricantes, universidades, escolas, visando criar um novo mercado.
Desenvolver especificações brasileiras para produção, manuseio e aplicação estacionária e veicular possibilitando o desenvolvimento e utilização do hidrogênio com segurança e eficiência.
Mundialmente...
Grandes construtores automóveis mundiais estão a investir em força no desenvolvimento de protótipos com motores híbridos, que funcionam com combustíveis fósseis (gasolina, gasóleo ou gás natural) e com hidrogénio.
O Consórcio Clean Energy Partnership (CEP), formado pelos grupos automóveis BMW, DaimlerChrysler e General Motors/Opel e pelas energéticas BVG, Hydro/GHW, Linde e Vattenfall Europe, inaugurou em Berlim o primeiro posto de abastecimento de hidrogénio.·
A BMW chegou a dizer na altura que, em 2010, será possível circular só com hidrogénio, mostrando-se esperançada que até lá todas as grandes cidades europeias tenham postos de abastecimento.
Mundialmente...
	Cronograma para o uso do hidrogénio como fonte de energiae combustível:
2002 a 2020	
	Prazo	Cenário previsto
	5 anos	Indústria automobilística lança em escala pré-comercial protótipos de veículos movidos a hidrogénio; cresce o número de aparelhos electrónicos que utilizam a energia gerada a partir de hidrogénio.
	10 anos	Geradores de energia à base de hidrogénio são instalados em unidades residenciais e empresas; começa a produção comercial de veículos que utilizam esse tipo de combustível.
	20 anos	A utilização do hidrogénio é disseminada por toda a sociedade, tanto como combustível quanto na geração de energia. O uso massificado do elemento reduz os custos de implantação dos sistemas.
	Fonte: professor Paulo Emílio Miranda – Laboratório de Hidrogénio da Coppe/UFRJ	
Considerações finais
O hidrogênio como fonte de energia é um importante avanço para humanidade. Seu baixo índice de poluição favorece ao meio ambiente e quem vive nele. 
Portanto, existem ainda muitos entraves para a utilização do gás hidrogênio, tais como as dificuldades de armazenagem e, principalmente o seu alto custo. Para que o mercado deixe de ser dominado pelos combustíveis fósseis e passem para os combustíveis hidrogenados, é necessário  que se continue a desenvolver a tecnologia do hidrogênio, considerando fatores tais como segurança, produção, distribuição, armazenamento e utilização.
Literatura
Segue abaixo fontes:
Fernando Miguel Soares Mamede dos Santos, Células de Combustível: Uma Tecnologia para a Geração Distribuída, Dissertação de Mestrado apresentada na Universidade de Coimbra, orientada pelo Professor Doutor Humberto Manuel Matos Jorge, do Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores, 2003.
http://www.jornal.uem.br/2011/index.php?option=com_content&view=article&id=325:hidrogo-lternativa-de-energia-vil-limpa-e-renovl&catid=56:jornal-68-julho-de-2007&Itemid=2
http://www.notapositiva.com/trab_estudantes/trab_estudantes/fisico_quimica/fisico_quimica_trabalhos/hidrogenio.htm
http://www.infoescola.com/desenvolvimento-sustentavel/fontes-renovaveis-de-energia/
http://efab3e7.webnode.pt/energias-renovaveis/energia-do-hidrogenio/
https://energiaeambiente.wordpress.com/2008/01/11/o-hidrogenio/
http://www.mme.gov.br/programas/onibus_hidrogenio/menu/projeto/sobre_projeto.html
http://www.lamtec-id.com/energias/hidrogenio.php
http://ecen.com/eee66/eee66p/hidrogenio_e_celulas_a_combustivel.htm
Equipe
Mariana Silva Campos
Rauanny Bezerra 
Tobias Ribeiro
Vicente Herculano