Hidrogênio verde para a produção de energia elétrica

A produção de hidrogênio pela maioria das tecnologias existentes implica no uso substancial de combustíveis fósseis. Dados de 2015, mostravam que 48% do hidrogênio são obtidos pelo gás natural, 30% pela indústria do petróleo, 18% pela gaseificação do carvão, 3,9% pela eletrólise e 0,1% por outros processos. Apesar de a produção por fontes não renováveis ser mais viável economicamente, há a questão ambiental, em especial, a emissão de gases de efeito estufa no decorrer do processo produtivo.

Contudo, a produção de hidrogênio por fontes renováveis pode reduzir significativamente os impactos ambientais. Nesse sentido, a eletrólise da água é um processo considerado interessante, principalmente para os países com grande potencial hídrico, como é o caso do Brasil. Combinada com fontes de energias renováveis, como a hidráulica, eólica e solar fotovoltaica, é considerada uma forma limpa e sustentável de produção de hidrogênio. A energia solar é uma das alternativas consideradas para produção de hidrogênio como uma energia autossustentável, tendo em vista que ela é a fonte mais abundante de energia renovável.

A proposta de se estabelecer em larga escala sistemas energéticos baseados no hidrogênio requer a utilização de sistemas conversores, como as células combustíveis, que sejam capazes de promover a transformação da energia química armazenada nesse vetor em outras formas úteis de energia, com destaque especial na obtenção da energia elétrica.

Na célula combustível, o reagente principal (hidrogênio) é alimentado continuamente a partir de um armazenamento externo, ao contrário de outras fontes de energia eletroquímica tais como as baterias que armazenam seus reagentes dentro do próprio compartimento. Além disso, os eletrodos em uma célula combustível não são consumidos como em uma bateria. Desse modo, as células combustíveis são identificadas como uma das tecnologias mais promissoras e estão significativamente relacionados com o desenvolvimento de energias renováveis.

Sem dúvida, elas já são usadas comercialmente para gerar eletricidade em espaçonaves e em alguns usos estacionários, como geradores de energia de emergência, tendo atingi um nível de desenvolvimento promissor para os mercados nos quais a eletricidade deve ser produzida com alta eficiência e baixo impacto ambiental. Além disso, inúmeras usinas de energia baseadas em células combustíveis foram construídas e operadas com sucesso, em diferentes designs escaláveis de dezenas de megawatt para alguns miliwatts.

A célula combustível representa, portanto, uma rota de conversão energética que pode se aliar às fontes renováveis de energia e, assim; atender aos requisitos técnicos e econômicos que são necessários para o desenvolvimento técnico e sustentável.

As considerações acima foram extraídas da dissertação de mestrado Produção de energia elétrica a partir de um sistema integrado que utiliza hidrogênio como combustível, defendida por Jonas Santana Albuquerque, no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química da Universidade Federal de Campina Grande, sob orientação do professor Wagner Brandão Ramos.