{"id":5502,"date":"2017-06-02T09:30:13","date_gmt":"2017-06-02T12:30:13","guid":{"rendered":"http:\/\/universonerd.net\/portal\/?p=5502"},"modified":"2017-06-02T17:41:16","modified_gmt":"2017-06-02T20:41:16","slug":"hidrogenio-energia-sustentavel-parte-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/hidrogenio-energia-sustentavel-parte-2\/","title":{"rendered":"A Tecnologia Do Hidrog\u00eanio E A Gera\u00e7\u00e3o De Energia El\u00e9trica De Forma Sustent\u00e1vel &#8211; Parte 2"},"content":{"rendered":"<p>Ol\u00e1 leitores&#8230;<\/p>\n<p>Continuando a miniss\u00e9rie de&nbsp;3 partes com o tema &#8220;A Tecnologia Do Hidrog\u00eanio E A Gera\u00e7\u00e3o De Energia El\u00e9trica De Forma Sustent\u00e1vel&#8221;, ap\u00f3s uma introdu\u00e7\u00e3o sobre o prov\u00e1vel uso do hidrog\u00eanio como vetor energ\u00e9tico para colaborar na gera\u00e7\u00e3o de energia sustent\u00e1vel a partir das C\u00e9lulas a Combust\u00edvel, vamos agora entender sobre esta tecnologia e abordar mais sobre a papel do hidrog\u00eanio no futuro.<\/p>\n<h3>Mas afinal, o que \u00e9 a C\u00e9lula a Combust\u00edvel?<\/h3>\n<p>Ela pode ser conceituada como sendo um dispositivo (do tipo eletroqu\u00edmico), que converte diretamente a energia qu\u00edmica fornecida por um combust\u00edvel e por um oxidante em energia el\u00e9trica e vapor de \u00e1gua para diversas finalidades, inclusive para gerar mais energia el\u00e9trica atrav\u00e9s do calor da \u00e1gua no estado gasoso.<\/p>\n<p>A estrutura b\u00e1sica de uma c\u00e9lula unit\u00e1ria (ver ilustra\u00e7\u00e3o abaixo) consiste de uma camada de eletr\u00f3lito (centro da c\u00e9lula) em contato com mais duas camadas (\u00e2nodo e c\u00e1todo), um de cada lado, como se fosse uma pilha. O \u00e2nodo (eletrodo negativo) \u00e9 alimentado continuamente com um g\u00e1s combust\u00edvel (idealmente hidrog\u00eanio), enquanto o c\u00e1todo (eletrodo positivo) recebe um g\u00e1s oxidante (oxig\u00eanio puro&nbsp;ou ar). Assim&#8230;<\/p>\n<blockquote><p><strong><em>&#8230;As rea\u00e7\u00f5es eletroqu\u00edmicas que ocorrem produzem o que conhecemos como corrente el\u00e9trica.<\/em><\/strong><\/p><\/blockquote>\n<p><figure id=\"attachment_6093\" aria-describedby=\"caption-attachment-6093\" style=\"width: 700px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><a href=\"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/celula-a-combustivel.jpg\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-6093\" src=\"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/celula-a-combustivel-300x188.jpg\" alt=\"\" width=\"700\" height=\"438\" srcset=\"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/celula-a-combustivel-300x188.jpg 300w, https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/celula-a-combustivel-768x481.jpg 768w, https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-content\/uploads\/2017\/06\/celula-a-combustivel.jpg 895w\" sizes=\"(max-width: 700px) 100vw, 700px\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-6093\" class=\"wp-caption-text\"><span style=\"color: #333333; font-size: 10pt;\">&nbsp;<\/figcaption><\/figure><\/span><\/p>\n<p>Para entender melhor, vamos fazer uma analogia com uma pilha ou bateria convencional. Ambas possuem duas extremidades, uma positiva e a outra, negativa e, em seu interior, existe um reagente qu\u00edmico para gerar carga el\u00e9trica para uma determinada aplica\u00e7\u00e3o. Na Pilha\/Bateria ou na C\u00e9lula a Combust\u00edvel (CaC), a extremidade negativa \u00e9 o \u00e2nodo e a positiva o c\u00e1todo. Mas, enquanto uma pilha ou bateria convencional acumula e libera energia el\u00e9trica armazenada quimicamente, uma&nbsp;CaC produz energia a partir da rea\u00e7\u00e3o entre um combust\u00edvel e o oxidante. A pilha ou bateria, eventualmente ir\u00e1 deixar de ter energia, tendo por isso de ser recarregada ou inutilizada, enquanto que a&nbsp;CaC continuar\u00e1 a funcionar e a produzir energia, at\u00e9 que lhe seja interrompido o fornecimento de elemento combust\u00edvel ou oxidante.<\/p>\n<p>O v\u00eddeo da Ballard, a seguir, representa&nbsp;o funcionamento de uma CaC e do&nbsp;<em>stack<\/em> sendo aplicados em um ve\u00edculo. Acione as legendas em portug\u00eas para compreender melhor toda explica\u00e7\u00e3o bem did\u00e1tica.<\/p>\n<p><center><iframe src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/08ZH7vwzzEg\" width=\"560\" height=\"315\" frameborder=\"0\" allowfullscreen=\"allowfullscreen\"><\/iframe><\/center><\/p>\n<p>As CaCs, de&nbsp;maneira geral, n\u00e3o possuem aplica\u00e7\u00f5es pr\u00e1ticas utilizando somente c\u00e9lulas unit\u00e1rias, pois existe a necessidade de quantidades adequadas de pot\u00eancia (Watt) para nossas aplica\u00e7\u00f5es e, por isso, devem ser conectadas em s\u00e9rie para produzir as quantidades requeridas. Uma s\u00e9rie dessas c\u00e9lulas recebe a denomina\u00e7\u00e3o de <em>stack<\/em>, ou empilhamento. Um componente, conhecido como interconector ou separador bipolar, conecta o \u00e2nodo de uma c\u00e9lula ao c\u00e1todo da c\u00e9lula seguinte<em>.<\/em> Os <em>stacks<\/em> podem ser configurados em s\u00e9rie, paralelo, em ambas, ou em unidades simples, dependendo da aplica\u00e7\u00e3o a que ser\u00e3o solicitados.<\/p>\n<p>A grande vantagem do uso das&nbsp;CaCs est\u00e1 em sua alta efici\u00eancia e praticamente aus\u00eancia de emiss\u00e3o de compostos poluentes, quando se utiliza o hidrog\u00eanio em seu estado mais puro. \u00c9, tamb\u00e9m, uma forma de gera\u00e7\u00e3o de energia silenciosa e extremamente confi\u00e1vel. Existe uma grande variedade de CaCs&nbsp;atualmente, diferenciadas principalmente pelo tipo de eletr\u00f3lito empregado e pela temperatura de opera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n<p>De um modo geral, dentro da CaC, o g\u00e1s hidrog\u00eanio (H<sub>2<\/sub>) pressurizado \u00e9 bombeado para o terminal negativo, o \u00e2nodo. O g\u00e1s \u00e9 for\u00e7ado a atravessar o catalisador (subst\u00e2ncia que acelera a velocidade de uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica). Quando a mol\u00e9cula de hidrog\u00eanio entra em contato com o catalisador, ela se separa em dois \u00edons de hidrog\u00eanio (H<sup>+<\/sup>) e dois el\u00e9trons (e<sup>&#8211;<\/sup>) (H<sub>2<\/sub> \u2192 2H<sup>+<\/sup> + 2e<sup>&#8211;<\/sup>). Os el\u00e9trons s\u00e3o conduzidos pelo \u00e2nodo, contornando o eletr\u00f3lito at\u00e9 atingirem o circuito externo, onde, por exemplo, acendem uma l\u00e2mpada ou acionam um motor el\u00e9trico, retornando depois para o terminal positivo, o c\u00e1todo.<\/p>\n<p>O oxig\u00eanio (O<sub>2<\/sub>), extra\u00eddo do ar, entra na c\u00e9lula pelo terminal positivo, o c\u00e1todo. O g\u00e1s \u00e9 for\u00e7ado a se dispersar no catalisador, que separa a mol\u00e9cula de oxig\u00eanio em dois \u00e1tomos de oxig\u00eanio. Cada \u00e1tomo de oxig\u00eanio atrai dois \u00edons H<sup>+<\/sup> pelo eletr\u00f3lito. Estes \u00edons H<sup>+<\/sup> se combinam com o \u00e1tomo de oxig\u00eanio mais dois el\u00e9trons provenientes do circuito externo, para formar a mol\u00e9cula de \u00e1gua (O<sub>2 <\/sub>+ 2H<sup>+<\/sup> + 2e<sup>&#8211;<\/sup> \u2192 H<sub>2<\/sub>O) e liberar energia.<\/p>\n<blockquote><p><strong><em>Ap\u00f3s a rea\u00e7\u00e3o, se tem ent\u00e3o o vapor de \u00e1gua. O vapor pode ser utilizado para aquecimento, ou ser integrado \u00e0 uma microturbina a vapor para gerar mais eletricidade (processo conhecido por cogera\u00e7\u00e3o).<\/em><\/strong><\/p><\/blockquote>\n<h3>O Hidrog\u00eanio para o futuro?<\/h3>\n<p>O hidrog\u00eanio \u00e9 o mais simples e abundante elemento qu\u00edmico do universo. Comp\u00f5e 75% da massa e 90% das mol\u00e9culas existentes. Em seu estado natural e sob condi\u00e7\u00f5es normais \u00e9 um g\u00e1s incolor, inodoro e ins\u00edpido. Possui grande capacidade de armazenar energia e, por este motivo, sua utiliza\u00e7\u00e3o como fonte renov\u00e1vel de energia el\u00e9trica e t\u00e9rmica vem sendo amplamente pesquisada. O hidrog\u00eanio est\u00e1 em todo lugar!<\/p>\n<blockquote><p><strong><em>Se produzido a partir de fontes renov\u00e1veis (etanol e \u00e1gua, por exemplo) ou de tecnologias renov\u00e1veis, como a energia hidr\u00e1ulica, torna-se um combust\u00edvel &#8220;ecologicamente correto&#8221;.<\/em><\/strong><\/p><\/blockquote>\n<p>\u00c9 largamente encontrado na \u00e1gua, no ar, nos seres vivos, no petr\u00f3leo e, para ter um aproveitamento como fonte de energia eficiente, deve estar na sua forma mais pura. Ele apresenta uma inflamabilidade elevada, mas n\u00e3o \u00e9 superior a do g\u00e1s natural, que \u00e9 uma fonte energ\u00e9tica que est\u00e1 em expans\u00e3o e dever\u00e1 ser uma das principais fontes de hidrog\u00eanio, pois em sua composi\u00e7\u00e3o de hidrocarbonetos, existe metano (CH<sub>4<\/sub>).<\/p>\n<p>Quando queimado com oxig\u00eanio puro, os produtos de rea\u00e7\u00e3o s\u00e3o calor e \u00e1gua. Quando queimado com ar, constitu\u00eddo por cerca de 68% de nitrog\u00eanio, alguns \u00f3xidos de nitrog\u00eanio (NO<sub>X<\/sub>) s\u00e3o formados. Mesmo assim, a queima desse modo produz muito menos poluentes atmosf\u00e9ricos que a queima dos combust\u00edveis f\u00f3sseis.<\/p>\n<p>A grande parte de hidrog\u00eanio produzido atualmente \u00e9 utilizada como mat\u00e9ria-prima para fabrica\u00e7\u00e3o de produtos como: fertilizantes derivados de am\u00f4nia, na hidrogena\u00e7\u00e3o de \u00f3leos org\u00e2nicos comest\u00edveis feitos de sementes de soja, peixes, amendoim e milho, para converter o \u00f3leo l\u00edquido em margarina, fabricar o polipropileno e resfriar geradores e motores. Quando est\u00e1 ligado em compostos org\u00e2nicos e na \u00e1gua, constitui 70% da superf\u00edcie do planeta. A quebra destas liga\u00e7\u00f5es nos permite utiliz\u00e1-lo como um combust\u00edvel.<\/p>\n<p>Muitas vezes, o hidrog\u00eanio utilizado na CaC n\u00e3o est\u00e1 na sua forma pura. Ele&nbsp;est\u00e1 na forma de hidrocarbonetos misturados a outros elementos dentro de um combust\u00edvel e tem que ser extra\u00eddo. Nesse processo \u00e9 utilizado um reformador, equipamento capaz de extrair o hidrog\u00eanio de uma fonte como o g\u00e1s natural, por exemplo.<\/p>\n<p>Atualmente, metade da produ\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio no mundo prov\u00e9m do g\u00e1s natural, e a maior parte da produ\u00e7\u00e3o \u00e9 pelo processo de &#8220;reforma a vapor&#8221;. Outros m\u00e9todos conhecidos s\u00e3o: a eletr\u00f3lise da \u00e1gua, a eletr\u00f3lise a vapor e processos fotoeletroqu\u00edmicos, biol\u00f3gicos e fotobiol\u00f3gicos utilizando bact\u00e9rias e enzimas.<\/p>\n<p>Se&nbsp;um desafio&nbsp;\u00e9 produzir&nbsp;hidrog\u00eanio, outro \u00e9 como armazen\u00e1-lo; um dos principais obst\u00e1culos para o estabelecimento de uma infra-estrutura. Al\u00e9m da quest\u00e3o de seguran\u00e7a, a capacidade de armazenamento \u00e9 importante, pois o hidrog\u00eanio tem a menor densidade no estado gasoso e o segundo ponto de ebuli\u00e7\u00e3o mais baixo de todas as subst\u00e2ncias conhecidas. Com essas caracter\u00edsticas, temos dificuldades para armazen\u00e1-lo. Quando em forma de g\u00e1s, necessita de um sistema de conten\u00e7\u00e3o de grande volume e, no estado l\u00edquido, da utiliza\u00e7\u00e3o de sistemas criog\u00eanicos, operando em baix\u00edssima temperatura (aproximadamente -253\u00b0C).<\/p>\n<p>A baixa densidade do hidrog\u00eanio, seja no estado l\u00edquido ou gasoso, tamb\u00e9m resulta numa baixa densidade de energia. Por isso, certo volume cont\u00e9m menos energia que o mesmo volume de qualquer combust\u00edvel em condi\u00e7\u00f5es normais de temperatura e press\u00e3o (25\u00b0C\/1atm). Isto faz com que o volume ou a press\u00e3o do tanque aumente, pois certa quantidade de hidrog\u00eanio \u00e9 necess\u00e1ria para que um ve\u00edculo atinja uma boa autonomia. A vantagem de utiliz\u00e1-lo numa&nbsp;CaC \u00e9 a alta efici\u00eancia desta tecnologia com rela\u00e7\u00e3o aos motores \u00e0 combust\u00e3o interna, precisando de menos combust\u00edvel para realizar resultado semelhante.<\/p>\n<p>Existem, atualmente, cinco meios principais de se armazenar o hidrog\u00eanio: reservat\u00f3rios de g\u00e1s hidrog\u00eanio comprimido; reservat\u00f3rios para hidrog\u00eanio l\u00edquido; hidretos met\u00e1licos (armazenar dentro da microestrutura de metais); absor\u00e7\u00e3o de carbono e microesferas. Al\u00e9m desses tipos de armazenamento, existem pesquisas para compress\u00e3o de hidrog\u00eanio em cilindros que suportem alt\u00edssimas press\u00f5es.<\/p>\n<p>Algumas restri\u00e7\u00f5es existem para armazenamento de combust\u00edvel em larga escala. Uma op\u00e7\u00e3o seria armazenar o hidrog\u00eanio em tanques subterr\u00e2neos, onde se poderia aproveitar a experi\u00eancia obtida com o desenvolvimento de armazenamento do g\u00e1s natural.<\/p>\n<p>No setor de distribui\u00e7\u00e3o e entrega, o capital de investimento \u00e9 o maior empecilho para uma economia baseada no hidrog\u00eanio. Sistemas de distribui\u00e7\u00e3o de g\u00e1s j\u00e1 existem em algumas partes dos Estados Unidos da Am\u00e9rica em redes de gasodutos e entregas diretas por meio de transporte de superf\u00edcie. Mas&nbsp;quando comparado aos gasodutos de g\u00e1s natural, a rede de hidrog\u00eanio \u00e9 cerca de 300 vezes menor.<\/p>\n<p>Embora o hidrog\u00eanio seja inflam\u00e1vel, a sua dispers\u00e3o r\u00e1pida faz com que raramente atinja uma concentra\u00e7\u00e3o de combust\u00e3o ao ar livre ou em espa\u00e7os fechados, mas ventilados. Diversas pesquisas demonstram que o hidrog\u00eanio apresenta menos riscos referentes \u00e0 seguran\u00e7a com seu uso que outros combust\u00edveis, como a gasolina, o diesel, o \u00e1lcool e o g\u00e1s natural. Se for manejado adequadamente, o ciclo de vida do hidrog\u00eanio dever\u00e1 ser mais seguro que todos os outros. A produ\u00e7\u00e3o e transporte seriam de menor risco, j\u00e1 que linhas de dutos e caminh\u00f5es de hidrog\u00eanio apresentam menos riscos p\u00fablicos que os caminh\u00f5es pipa tradicionais.<\/p>\n<p>O hidrog\u00eanio pode se tornar uma importante fonte de energia no futuro. Uma das principais raz\u00f5es, por exemplo, de n\u00e3o termos uma produ\u00e7\u00e3o em massa de autom\u00f3veis abastecidos por hidrog\u00eanio \u00e9 exatamente pela falta de infra-estrutura. Entretanto, algumas iniciativas de se criar estradas com postos de hidrog\u00eanio est\u00e3o sendo desenvolvidas nos Estados Unidos da Am\u00e9rica, Europa e Jap\u00e3o.<\/p>\n<p>Ainda estamos caminhando para uma infra-estrutura de comercializa\u00e7\u00e3o do hidrog\u00eanio, mais investimentos est\u00e3o ocorrendo em pesquisas sobre armazenamento e transporte do mesmo. Grandes empresas de energia, como a Petrobr\u00e1s, Shell, BP, TotalFinalElf, ARAL, Texaco, entre outras, est\u00e3o investindo bilh\u00f5es de d\u00f3lares para encontrar solu\u00e7\u00f5es que viabilizem esta infra-estrutura, juntamente com montadoras de autom\u00f3veis.<\/p>\n<p>No Brasil, o etanol dever\u00e1 ser a principal fonte de hidrog\u00eanio, primeiro pela infra-estrutura j\u00e1 montada para este combust\u00edvel, depois porque o pa\u00eds \u00e9 atualmente o segundo maior produtor de etanol, com tend\u00eancias de crescimento devido ao aumento de exporta\u00e7\u00e3o e tamb\u00e9m por ser uma fonte de energia renov\u00e1vel. Por estes motivos, diversas pesquisas sobre produ\u00e7\u00e3o, armazenamento e distribui\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio, al\u00e9m das CaCs &nbsp;que utilizem o etanol e a biomassa como fontes de combust\u00edvel est\u00e3o sendo realizadas.<\/p>\n<h4>Utilizando o Hidrog\u00eanio nas C\u00e9lulas a Combust\u00edvel&#8230;<\/h4>\n<p>Dentro do sistema de CaCs, a utiliza\u00e7\u00e3o do hidrog\u00eanio em seu estado mais puro traz vantagens como n\u00e3o necessitar de reformadores, diminuindo o tamanho e custo do sistema, al\u00e9m de evitar contamina\u00e7\u00e3o com os componentes da c\u00e9lula. As principais fontes de hidrog\u00eanio para pesquisas envolvendo c\u00e9lulas atualmente s\u00e3o: g\u00e1s natural, etanol, metanol, \u00e1gua, biomassa, metano e algumas pesquisas com algas e bact\u00e9rias.<\/p>\n<p>Essa tecnologia come\u00e7ou a ganhar impulso a partir dos programas espaciais americanos nas d\u00e9cadas de 1960 e 1970. As c\u00e9lulas foram utilizadas para fornecer energia aos equipamentos a bordo, al\u00e9m de produzir \u00e1gua para os tripulantes e resfriamento dos sistemas da nave.<\/p>\n<p>As&nbsp;CaCs t\u00eam o potencial e a vantagem de poder ser utilizadas em uma grande variedade de aplica\u00e7\u00f5es, desde autom\u00f3veis e equipamentos port\u00e1teis como os telefones celulares, at\u00e9 mesmo em setores estrat\u00e9gicos como o espacial, militar, a\u00e9reo, naval e terrestre, incluindo energia estacion\u00e1ria de pequeno, m\u00e9dio e grande porte. Muitos especialistas na \u00e1rea afirmam que o segmento de aplica\u00e7\u00e3o port\u00e1til e o de transportes dever\u00e3o ser os primeiros a atingir o mercado comercial. E esses setores j\u00e1 s\u00e3o praticamente realidades!<\/p>\n<p>Em particular, no setor de transportes, as aten\u00e7\u00f5es est\u00e3o voltadas principalmente para os autom\u00f3veis e \u00f4nibus, mas est\u00e3o sendo projetadas tamb\u00e9m para ve\u00edculos marinhos e a\u00e9reos. At\u00e9 2016, foram investidos muitos bilh\u00f5es de d\u00f3lares pelas grandes ind\u00fastrias neste segmento, prevendo-se a produ\u00e7\u00e3o em massa para uma nova gera\u00e7\u00e3o de ve\u00edculos movidos a hidrog\u00eanio.<\/p>\n<p>Agora caros leitores, chegamos at\u00e9 aqui e espero que tenham entendido o m\u00e1ximo poss\u00edvel. Este \u00e9 um assunto t\u00e9cnico, mas tentei&nbsp;escrever de uma forma did\u00e1tica. Daqui 15 dias, teremos a \u00faltima parte desta miniss\u00e9rie,&nbsp;onde&nbsp;irei abordar sobre a futura &#8220;economia do hidrog\u00eanio&#8221;, envolvendo seus benef\u00edcios para um planeta sustent\u00e1vel e tamb\u00e9m sobre o envolvimento do&nbsp;Brasil nos estudos e pesquisas.<\/p>\n<p>Espero que tenham gostado e estou a disposi\u00e7\u00e3o para mais explica\u00e7\u00f5es!<\/p>\n<p>_________________________________________________<\/p>\n<h4>Sobre o autor:<\/h4>\n<p>Reinaldo Vargas (ou Reinaldo Azevedo Vargas), al\u00e9m de ser o idealizador do <strong>Projeto Universo NERD<\/strong>, \u00e9 Professor Universit\u00e1rio, Engenheiro de Materiais, Mestre e Doutor na \u00e1rea de Engenharia e Ci\u00eancia dos Materiais. Possui experi\u00eancias nas \u00e1reas de Ci\u00eancia, Engenharia e Tecnologia de Materiais e em C\u00e9lulas a Combust\u00edvel (<em>Fuel Cells<\/em>). Possui conhecimentos nas \u00e1reas de Ci\u00eancia dos Materiais, Nanomateriais, Nanotecnologia, Resist\u00eancia dos Materiais, Tecnologia do Hidrog\u00eanio e Meio Ambiente.<\/p>\n<p>_________________________________________________<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong><em>A Tecnologia Do Hidrog\u00eanio E A Gera\u00e7\u00e3o De Energia El\u00e9trica De Forma Sustent\u00e1vel \u00e9 uma s\u00e9rie composta de 3 posts&nbsp;onde&nbsp;o autor aborda como a <b><i>gera\u00e7\u00e3o de energia el\u00e9trica&nbsp;est\u00e1 relacionada com o hidrog\u00eanio e com \u00e0s C\u00e9lulas a Combust\u00edvel para colaborar na constru\u00e7\u00e3o de um mundo mais sustent\u00e1vel.<\/i><\/b><\/em><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>ESTE \u00c9&nbsp;O&nbsp;SEGUNDO TEXTO!<\/strong><span style=\"font-size: 10pt;\"><span style=\"color: #ff0000;\"><strong><br \/>\n<\/strong><\/span><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong><i><b>Se voc\u00ea gostou deste&nbsp;post, n\u00e3o deixe de participar atrav\u00e9s de sugest\u00f5es, cr\u00edticas e\/ou d\u00favidas. <\/b><\/i><i><b>Aproveitem para assinar o Blog,&nbsp;curtir&nbsp;a <a href=\"http:\/\/facebook.com\/universonerd.net\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">P\u00e1gina no Facebook<\/a>, interagir no <a href=\"https:\/\/www.facebook.com\/groups\/1285723958213451\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Grupo do Facebook<\/a>, al\u00e9m de acompanhar publica\u00e7\u00f5es e ficar por dentro do Projeto Universo NERD, de sorteios, concursos e promo\u00e7\u00f5es!<\/b><\/i><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ol\u00e1 leitores&#8230; Continuando a miniss\u00e9rie de&nbsp;3 partes com o tema &#8220;A Tecnologia Do Hidrog\u00eanio E A Gera\u00e7\u00e3o De Energia El\u00e9trica De Forma Sustent\u00e1vel&#8221;, ap\u00f3s uma introdu\u00e7\u00e3o sobre o prov\u00e1vel uso do hidrog\u00eanio como vetor energ\u00e9tico para colaborar na gera\u00e7\u00e3o de energia sustent\u00e1vel a partir das C\u00e9lulas a Combust\u00edvel, vamos agora entender sobre esta tecnologia e abordar mais sobre a papel do hidrog\u00eanio no futuro. Mas afinal, o que \u00e9 a C\u00e9lula a Combust\u00edvel? Ela pode ser conceituada como sendo um dispositivo (do tipo eletroqu\u00edmico), que converte diretamente a energia qu\u00edmica fornecida por um combust\u00edvel e por um oxidante em energia el\u00e9trica e vapor de \u00e1gua para diversas finalidades, inclusive para gerar mais energia el\u00e9trica atrav\u00e9s do calor da \u00e1gua no estado gasoso. A estrutura b\u00e1sica de uma c\u00e9lula unit\u00e1ria (ver ilustra\u00e7\u00e3o abaixo) consiste de uma camada de eletr\u00f3lito (centro da c\u00e9lula) em contato com mais duas camadas (\u00e2nodo e c\u00e1todo), um de cada lado, como se fosse uma pilha. O \u00e2nodo (eletrodo negativo) \u00e9 alimentado continuamente com um g\u00e1s combust\u00edvel (idealmente hidrog\u00eanio), enquanto o c\u00e1todo (eletrodo positivo) recebe um g\u00e1s oxidante (oxig\u00eanio puro&nbsp;ou ar). Assim&#8230; &#8230;As rea\u00e7\u00f5es eletroqu\u00edmicas que ocorrem produzem o que conhecemos como corrente el\u00e9trica. Para entender melhor, vamos fazer uma analogia com uma pilha ou bateria convencional. Ambas possuem duas extremidades, uma positiva e a outra, negativa e, em seu interior, existe um reagente qu\u00edmico para gerar carga el\u00e9trica para uma determinada aplica\u00e7\u00e3o. Na Pilha\/Bateria ou na C\u00e9lula a Combust\u00edvel (CaC), a extremidade negativa \u00e9 o \u00e2nodo e a positiva o c\u00e1todo. Mas, enquanto uma pilha ou bateria convencional acumula e libera energia el\u00e9trica armazenada quimicamente, uma&nbsp;CaC produz energia a partir da rea\u00e7\u00e3o entre um combust\u00edvel e o oxidante. A pilha ou bateria, eventualmente ir\u00e1 deixar de ter energia, tendo por isso de ser recarregada ou inutilizada, enquanto que a&nbsp;CaC continuar\u00e1 a funcionar e a produzir energia, at\u00e9 que lhe seja interrompido o fornecimento de elemento combust\u00edvel ou oxidante. O v\u00eddeo da Ballard, a seguir, representa&nbsp;o funcionamento de uma CaC e do&nbsp;stack sendo aplicados em um ve\u00edculo. Acione as legendas em portug\u00eas para compreender melhor toda explica\u00e7\u00e3o bem did\u00e1tica. As CaCs, de&nbsp;maneira geral, n\u00e3o possuem aplica\u00e7\u00f5es pr\u00e1ticas utilizando somente c\u00e9lulas unit\u00e1rias, pois existe a necessidade de quantidades adequadas de pot\u00eancia (Watt) para nossas aplica\u00e7\u00f5es e, por isso, devem ser conectadas em s\u00e9rie para produzir as quantidades requeridas. Uma s\u00e9rie dessas c\u00e9lulas recebe a denomina\u00e7\u00e3o de stack, ou empilhamento. Um componente, conhecido como interconector ou separador bipolar, conecta o \u00e2nodo de uma c\u00e9lula ao c\u00e1todo da c\u00e9lula seguinte. Os stacks podem ser configurados em s\u00e9rie, paralelo, em ambas, ou em unidades simples, dependendo da aplica\u00e7\u00e3o a que ser\u00e3o solicitados. A grande vantagem do uso das&nbsp;CaCs est\u00e1 em sua alta efici\u00eancia e praticamente aus\u00eancia de emiss\u00e3o de compostos poluentes, quando se utiliza o hidrog\u00eanio em seu estado mais puro. \u00c9, tamb\u00e9m, uma forma de gera\u00e7\u00e3o de energia silenciosa e extremamente confi\u00e1vel. Existe uma grande variedade de CaCs&nbsp;atualmente, diferenciadas principalmente pelo tipo de eletr\u00f3lito empregado e pela temperatura de opera\u00e7\u00e3o. De um modo geral, dentro da CaC, o g\u00e1s hidrog\u00eanio (H2) pressurizado \u00e9 bombeado para o terminal negativo, o \u00e2nodo. O g\u00e1s \u00e9 for\u00e7ado a atravessar o catalisador (subst\u00e2ncia que acelera a velocidade de uma rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica). Quando a mol\u00e9cula de hidrog\u00eanio entra em contato com o catalisador, ela se separa em dois \u00edons de hidrog\u00eanio (H+) e dois el\u00e9trons (e&#8211;) (H2 \u2192 2H+ + 2e&#8211;). Os el\u00e9trons s\u00e3o conduzidos pelo \u00e2nodo, contornando o eletr\u00f3lito at\u00e9 atingirem o circuito externo, onde, por exemplo, acendem uma l\u00e2mpada ou acionam um motor el\u00e9trico, retornando depois para o terminal positivo, o c\u00e1todo. O oxig\u00eanio (O2), extra\u00eddo do ar, entra na c\u00e9lula pelo terminal positivo, o c\u00e1todo. O g\u00e1s \u00e9 for\u00e7ado a se dispersar no catalisador, que separa a mol\u00e9cula de oxig\u00eanio em dois \u00e1tomos de oxig\u00eanio. Cada \u00e1tomo de oxig\u00eanio atrai dois \u00edons H+ pelo eletr\u00f3lito. Estes \u00edons H+ se combinam com o \u00e1tomo de oxig\u00eanio mais dois el\u00e9trons provenientes do circuito externo, para formar a mol\u00e9cula de \u00e1gua (O2 + 2H+ + 2e&#8211; \u2192 H2O) e liberar energia. Ap\u00f3s a rea\u00e7\u00e3o, se tem ent\u00e3o o vapor de \u00e1gua. O vapor pode ser utilizado para aquecimento, ou ser integrado \u00e0 uma microturbina a vapor para gerar mais eletricidade (processo conhecido por cogera\u00e7\u00e3o). O Hidrog\u00eanio para o futuro? O hidrog\u00eanio \u00e9 o mais simples e abundante elemento qu\u00edmico do universo. Comp\u00f5e 75% da massa e 90% das mol\u00e9culas existentes. Em seu estado natural e sob condi\u00e7\u00f5es normais \u00e9 um g\u00e1s incolor, inodoro e ins\u00edpido. Possui grande capacidade de armazenar energia e, por este motivo, sua utiliza\u00e7\u00e3o como fonte renov\u00e1vel de energia el\u00e9trica e t\u00e9rmica vem sendo amplamente pesquisada. O hidrog\u00eanio est\u00e1 em todo lugar! Se produzido a partir de fontes renov\u00e1veis (etanol e \u00e1gua, por exemplo) ou de tecnologias renov\u00e1veis, como a energia hidr\u00e1ulica, torna-se um combust\u00edvel &#8220;ecologicamente correto&#8221;. \u00c9 largamente encontrado na \u00e1gua, no ar, nos seres vivos, no petr\u00f3leo e, para ter um aproveitamento como fonte de energia eficiente, deve estar na sua forma mais pura. Ele apresenta uma inflamabilidade elevada, mas n\u00e3o \u00e9 superior a do g\u00e1s natural, que \u00e9 uma fonte energ\u00e9tica que est\u00e1 em expans\u00e3o e dever\u00e1 ser uma das principais fontes de hidrog\u00eanio, pois em sua composi\u00e7\u00e3o de hidrocarbonetos, existe metano (CH4). Quando queimado com oxig\u00eanio puro, os produtos de rea\u00e7\u00e3o s\u00e3o calor e \u00e1gua. Quando queimado com ar, constitu\u00eddo por cerca de 68% de nitrog\u00eanio, alguns \u00f3xidos de nitrog\u00eanio (NOX) s\u00e3o formados. Mesmo assim, a queima desse modo produz muito menos poluentes atmosf\u00e9ricos que a queima dos combust\u00edveis f\u00f3sseis. A grande parte de hidrog\u00eanio produzido atualmente \u00e9 utilizada como mat\u00e9ria-prima para fabrica\u00e7\u00e3o de produtos como: fertilizantes derivados de am\u00f4nia, na hidrogena\u00e7\u00e3o de \u00f3leos org\u00e2nicos comest\u00edveis feitos de sementes de soja, peixes, amendoim e milho, para converter o \u00f3leo l\u00edquido em margarina, fabricar o polipropileno e resfriar geradores e motores. Quando est\u00e1 ligado em compostos org\u00e2nicos e na \u00e1gua, constitui 70% da superf\u00edcie do planeta. A quebra destas liga\u00e7\u00f5es nos permite utiliz\u00e1-lo como um combust\u00edvel. Muitas vezes,<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":6092,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[25,1],"tags":[532,39,535,533,534,40],"class_list":["post-5502","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-tecnologia","category-todascategorias","tag-celulas-a-combustivel","tag-ciencia","tag-energia-eletrica","tag-hidrogenio","tag-sustentabilidade","tag-tecnologia"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5502","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5502"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5502\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/media\/6092"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5502"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5502"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/universonerd.net\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5502"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}