hidrogénio - do cepticismo à crença - sara silva

ESCOLA SUPERIOR AGRÁRIA DE SANTARÉM

ENGENHARIA DO AMBIENTE | 5º SEMESTRE

2010

Hidrogénio como Alternativa

Do Cepticismo à Realidade

Sara Silva

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Índice ............................................................................................................................................. 1

1. ENQUADRAMENTO ............................................................................................................... 3

2. INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 3

3. O HIDROGÉNIO ...................................................................................................................... 4

3.1. Um Pouco de História ......................................................................................................... 4

3.2. Acerca do Elemento ........................................................................................................... 4

4. A TECNOLOGIA ...................................................................................................................... 6

4.1. Conversão de Energia ......................................................................................................... 6

4.2. Células de Combustíveis ..................................................................................................... 7

4.3. Armazenamento e Transporte ......................................................................................... 11

4.4. Veículos ............................................................................................................................ 14

5. O CEPTICISMO ..................................................................................................................... 22

6. A REALIDADE ....................................................................................................................... 25

7. A ACTUALIDADE EM PORTUGAL ......................................................................................... 25

8. PERSPECTIVAS FUTURAS ..................................................................................................... 30

9. CONSIDERAÇÕES FINAIS ...................................................................................................... 33

10. BIBLIOGRAFIA / WEBGRAFIA ........................................................................................... 34

Ilustração 1: H2 ............................................................................................................................. 3

Ilustração 2: Pilha de Combustível ................................................................................................ 6

Ilustração 3: Pilha de Combustível de ácido fosfórico .................................................................. 7

Ilustração 4: Pilha de combustível com membrana de permuta de protões ................................ 8

Ilustração 5: Pilha de combustível de carbonatos fundidos ......................................................... 8

Ilustração 6: Pilha de Combustível de Óxido Sólido ...................................................................... 9

Ilustração 7: Pilha de Combustível de Metanol directo ................................................................ 9

Ilustração 8: Pilha de Combustível regenerativa......................................................................... 10

Ilustração 9: – Pilha de Combustível de zinco-ar ........................................................................ 10

Ilustração 10: Perdas de Energia na Liquefacção do Hidrogénio (ALMEIDA, A.; MOURA, P.) .... 11

Ilustração 11: Protótipo Veículo BMW H2 .................................................................................. 14



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Ilustração 12: Toyota Fine-S ........................................................................................................ 16

Ilustração 13: Honda FCX Clarity ................................................................................................. 16

Ilustração 14: Honda FC Sport ..................................................................................................... 17

Ilustração 15: Honda FC Sport (pormenor) ................................................................................. 17

Ilustração 16: Rede de Abastecimento By HONDA ..................................................................... 17

Ilustração 17: Rede de Abastecimento By HONDA II .................................................................. 17

Ilustração 18: Citroen GT ............................................................................................................. 18

Ilustração 19: Classe B F-Cell ....................................................................................................... 18

Ilustração 20: Peugeot 307 CC a Hidrogénio ............................................................................... 18

Ilustração 21: Motociclo a Hidrogénio ........................................................................................ 19

Ilustração 22: Autocarro CITARO ................................................................................................ 19

Ilustração 23: Autocarro IRIBUS .................................................................................................. 20

Ilustração 24: Autocarro Neoplan ............................................................................................... 20

Ilustração 25: Tractor a Hidrogénio ............................................................................................ 20

Ilustração 26: Barco PlanetSolar ................................................................................................. 21

Ilustração 27 - Nemo H2 .............................................................................................................. 21

Ilustração 28 - Phantom Eye ....................................................................................................... 22

Ilustração 29: Imagem de Explosão em Veículos ........................................................................ 24

Ilustração 30: Portable Power Pack ............................................................................................ 26

Ilustração 31: VW Pholeum ......................................................................................................... 31

Ilustração 32: Imagem ilucidatória de Energias Limpas .............................................................. 33

Tabela 1: Quadro Resumo das diferentes tecnologias de Céluluas de Combustível .................. 11

Tabela 2: Densidade de energia do Hidrogénio versus a de outros portadores ......................... 12

Tabela 3: Cronograma para o uso de Hidrogénio - 2002 - 2020 ................................................. 15



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Este trabalho surge no seguimento da unidade curricular optativa do 5º Semestre do curso de

Engenharia do Ambiente intitulada Energias e Ambiente, leccionada pelo docente Drº Artur

Amaral.

Pretende-se com este trabalho o desenvolvimento de pesquisas na área das Energias e o

desenvolvimento do sentido crítico do discente.

O tema “Hidrogénio como Alternativa – Do Cepticismo à Realidade” foi escolhido pela discente

de forma a aprofundar toda a envolvente problemática de energia proveniente do Hidrogénio,

as suas vantagens, desvantagens, assim como toda a tecnologia existente.

Embora seja o elemento mais abundante no Universo, na Terra o

Hidrogénio não existe no seu estado puro, podendo ser gerado através

de uma grande diversidade de processos e de fontes de energia. Na

Terra o Hidrogénio não é pois uma fonte de energia, sendo apenas um

portador de energia com um elevado potencial de aplicação. Pode ser

convertido directamente em electricidade através de células de

combustível, com elevado rendimento e reduzido impacto ambiental.

Actualmente, a maior parte do hidrogénio produzido no Mundo é utilizado como matéria-

prima na fabricação de produtos como os fertilizantes, na conversão de óleo líquido em

margarina, no processo de fabricação de plásticos e no resfriamento de geradores e motores.

Agora, as pesquisas sobre hidrogénio estão concentradas na geração de energia eléctrica,

térmica e de água pura através das células a combustível!

O Hidrogénio poderá ser um dos combustíveis do futuro, nomeadamente no sector dos

transportes e na produção descentralizada de electricidade, capaz de solucionar os grandes

problemas associados aos combustíveis fósseis, tais como os impactos ambientais nefastos e a

segurança do abastecimento. Espera-se que nas próximas décadas ocorram desenvolvimentos

tecnológicos significativos para que a produção, armazenamento, transporte, distribuição e

conversão do Hidrogénio possam ser efectuados de forma competitiva, face às alternativas

clássicas.

Ilustração 1: H2



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O Hidrogénio foi o primeiro composto a ser produzido por Theophratus Bombastus von

Hohenheim (1493–1541), alquimista suíço, também conhecido como Paracelsus, misturando

metais com ácidos. Paracelsus, no entanto, ignorava que o “ar explosivo” produzido através

dessa reacção química fosse o Hidrogénio.

Só em 1766, Henry Cavendish reconheceu este gás como uma substância química

individualizada. Identificou o gás libertado a partir da reacção de metais com ácidos como

sendo inflamável e descobriu que este gás produzia água quando é queimado na presença de

ar.

Foi Antonie Lavoisier que, em 1783, deu nome de Hidrogénio ao elemento químico e provou

que a água é composta de Hidrogénio e oxigénio.

A primeira utilização do Hidrogénio foi em balões.

Embora este elemento seja o mais abundante no Universo, a sua produção na Terra é

relativamente difícil, podendo ser obtido por:

Electrólise

Reacções de metais com ácidos

Reacções de carvão ou hidrocarbonetos com vapor de água a alta temperatura.

Harold C. Urey, descobriu o deutério, um isótopo do Hidrogénio em que o núcleo é constituído

por um protão e um neutrão, através de destilações repetidas de amostras de água. Devido a

esta descoberta, Harold ganhou o prémio Nobel em 1934. Este isótopo do Hidrogénio é

relevante em inúmeras aplicações, nomeadamente na indústria nuclear. Apesar da diferença

entre o deutério e o isótopo mais abundante ser só um neutrão, dado que o núcleo do

Hidrogénio é muito leve, um átomo de deutério tem aproximadamente o dobro da massa de

um átomo de prótio.

O Hidrogénio é o elemento químico que na tabela periódica ocupa a primeira casa e é

representado pela letra H.

Ocupando a primeira casa da tabela tem um número atómico de 1 e uma massa atómica

também muito próxima de 1, dado que o seu isótopo mais abundante tem um núcleo

unicamente constituído por um protão.



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A temperatura e pressão normais, isto é, 0 ºC e 1 atm apresenta-se como um gás e é

extremamente inflamável, não tem cor nem odor.

O Hidrogénio é o elemento químico mais abundante no Universo, o mais leve e o que contém

o maior valor energético, cerca de 121 KJ/g. Este composto primordial, constituído

quimicamente por um único electrão em torno do núcleo, parece ser capaz de muito, pois ao

ser extremamente leve, as suas forças de ionização são baixas permitindo extrair o electrão

que orbita, ionizando o Hidrogénio. Este electrão é suficiente para se produzir uma corrente

eléctrica desde que se consiga um fluxo constante de Hidrogénio e algo capaz de levar à sua

ionização.

As principais fontes de Hidrogénio são a água ou alguns hidrocarbonetos, tais como os

combustíveis fósseis (em particular o gás natural). Para quebrar esta cadeia de

hidrocarbonetos ou separar o Hidrogénio do oxigénio (na água) é necessário despender

energia. Idealmente, toda a energia fornecida deveria ser armazenada no Hidrogénio. Mas, em

qualquer transformação de energia, ocorrem perdas, que dependem do processo utilizado

para a obtenção do Hidrogénio no seu estado elementar.

O Hidrogénio, quando produzido por fontes de energia renováveis, a sua utilização através de

células de combustível, é totalmente limpa, formando apenas como produtos da reacção água

e calor, não havendo quaisquer emissões de partículas, monóxido de carbono, dióxido de

carbono (CO2), óxidos de azoto (NOx) e óxidos de enxofre (SOx), que são responsáveis por

problemas ambientais tais como chuvas ácidas, problemas respiratórios e pelo aquecimento

global do planeta.

Este elemento químico além de abundante, permite através de pilhas de combustível produzir

electricidade e retornar vapor de água, eliminado a emissão de gases de efeito de estufa na

produção de electricidade. A nível dos transportes permite através de motores diferentes

suplantar os motores de combustão em eficiência e consumo, sem mencionar o factor

"emissões zero".

O maior problema é o facto de nunca se encontrar isoladamente na natureza, pois encontra-se

sempre combinado com outros elementos: oxigénio, carbono, etc. Exemplo disso é a água, o

metanol, a gasolina, o gás natural, basicamente todos os compostos que envolvam Hidrogénio

na sua constituição. É devido a este facto que a utilização do Hidrogénio se torna um pouco

mais complicada.

O Hidrogénio tem outras aplicações relevantes, tais como:

Produção de ácido cloridríco (HCl);

Combustível para foguetões;



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Arrefecimento de rotores em geradores eléctricos em postos de energia, visto que

o Hidrogénio possui uma elevada condutividade térmica;

No estado líquido é utilizado em investigações criogénicas, incluindo estudos de

supercondutividade;

Como é 14,5 vezes mais leve que o ar e por isso é usado muitas vezes como

agente de elevação em balões e zeppelins, embora esta utilização seja reduzida devido

ao riscos de trabalhar com grandes quantidades de Hidrogénio, que foi bem patente

no acidente que destruiu o zeppelin "Hindenburg" em 1937.

O deutério, um isótopo do Hidrogénio em que o núcleo é constituído por um

protão e um neutrão, é utilizado, na forma da chamada "água pesada" em fissão

nuclear como moderador de neutrões

Compostos de deutério possuem aplicações na química e na biologia em estudos

de reacções utilizando o efeito isotópico.

O constituinte mais abundante no Universo pode vir-se a

tornar no combustível do futuro. Para se utilizar o

Hidrogénio empregam-se as células ou pilhas de

combustível (Fuel Cells); mais eficientes que as tecnologias

convencionais, operam sem ruído e têm uma construção

modular, sendo por isso fáceis de projectar e instalar.

As pilhas de combustível são sistemas electroquímicos que

convertem a energia de uma reacção química

directamente em energia eléctrica, libertando calor. Funcionam como as baterias primárias,

mas tanto o combustível como o oxidante são armazenados externamente, permitindo que a

pilha continue a operar desde que o combustível e o oxidante (oxigénio ou ar) sejam

fornecidos. Cada pilha consiste num electrólito entre dois eléctrodos (o ânodo e o cátodo).

O combustível é oxidado no ânodo, libertando electrões que se deslocam através de um

circuito externo para o cátodo. O circuito é completado através de um fluxo de iões através de

um electrólito, separando o combustível e o oxidante. Tipicamente verifica-se uma tensão de

saída de 0.7~0.8 V, com potências de saída na ordem dos 100 W. As células são montadas em

Ilustração 2: Pilha de Combustível



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módulos – stacks – e ligadas electricamente tanto em série como em paralelo para aumentar a

tensão e potência de saída. Além do stack, os outros componentes principais são o

processador do combustível e o limitador de potência. O processador converte gás natural,

metanol, gasolina, biogás num combustível rico em Hidrogénio.

Existem diversos tipos de Fuel Cell ou Células de Combustíveis:

O electrólito classifica os tipos de pilhas de combustível existentes: PEFC – Polymer Fuel Cell

(pilha de polímero), AFC – Alkaline Fuel Cell (pilha alcalina), etc. Tendo cada tipo uma

temperatura característica de operação, bem como obviamente um espectro de utilização

diferente.

PAFC – Phosphoric Acid Fuel Cell – Pilhas de combustível de ácido fosfórico,

apresentam potências de saída até 200 KW.

É a tecnologia mais madura e o único tipo disponível

comercialmente, com mais de 200 sistemas instalados a nível

mundial: hospitais, centros médicos, hotéis, escritórios, escolas,

centrais de produção de energia, terminais de aeroporto, estações

de tratamento de águas, lixo e águas sanitárias.

Convertem electricidade com um rendimento maior que 40% e de

cerca de 85% do vapor produzido é usado na cogeração. Operam a

temperaturas 150 a 200ºC. A temperaturas mais reduzidas, o ácido

fosfórico é um condutor iónico pobre e a percentagem de monóxido de carbono (CO) no

electro-catalisador de platina do ânodo torna-se demasiado elevada.

Outra das vantagens, além dos 85% de eficiência em cogeração é que se pode utilizar

Hidrogénio impuro como combustível, desde que a concentração de CO seja de cerca de 1,5%,

aumentando assim os combustíveis possíveis. Como desvantagens, aponta-se a platina, por ser

de custo elevado, a potência comparativamente baixa quando comparada com outras

tecnologias e o seu tamanho e peso, consideravelmente maior.

PEMFC – Proton Exchange Fuel Cell – Pilha de combustível com membrana de permuta de

protões, apresentam potências de saída entre os 50 e os 250KW.

Ilustração 3: Pilha de Combustível de ácido fosfórico



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Operam a temperaturas relativamente baixas ~ 80ºC, apresentam uma potência elevada e

conseguem variar a sua tensão de saída muito rapidamente, indo de encontro a aumentos

e diminuições bruscas de energia necessária. Tais características são importantes nos

automóveis, para que o veículo possa iniciar a sua marcha rapidamente. Esta tecnologia é a

primeira da lista quando se falam em veículos ligeiros e edifícios; potencialmente são ainda

aplicações mais pequenas como substitutos de baterias recarregáveis.

A membrana de permuta de protões é uma folha plástica fina que permite aos iões H+

passarem através dela; é revestida nos dois lados por partículas de um metal altamente

dispersivo (predominantemente platina) que se tornam catalisadores activos. O electrólito é

um polímero sólido orgânico de ácido poli-perflorosulfónico, que se torna vantajoso, pois

reduz a corrosão.

O Hidrogénio é fornecido ao ânodo onde o catalisador

encoraja o átomos de Hidrogénio a libertarem os seus

electrões tornando-se iões H+ ou seja protões. Os

electrões libertados seguem para o cátodo, mas são

aproveitados antes de lá chegarem como corrente

eléctrica. O cátodo por seu lado é alimentado com

oxigénio e os protões aos serem difundidos através da

membrana (electrólito) para o cátodo, combinam-se

originando H20, completando o processo. Este tipo de pilhas é sensível as impurezas do

combustível.

MCFC – Molten Carbonate Fuel Cell – Pilha de combustível de carbonatos fundidos,

apresentam potências de saída entre os 10KW a 2MW.

O eléctrodo é constituído por uma solução líquida de

carbonatos de lítio, sódio e/ou potássio. Prometem

eficiências elevadas, cerca de 60% e 85% com cogeração,

operando a temperaturas da ordem dos 650ºC; necessária

para se atingir a condutividade suficiente do electrólito. As

MCFC têm operado com base em Hidrogénio, monóxido de

carbono, gás natural, propano, biogás, diesel e produtos de

Ilustração 4: Pilha de combustível com membrana de permuta de protões

Ilustração 5: Pilha de combustível de carbonatos fundidos



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gaseificação estimulada do carvão, destinando-se a aplicações eléctricas. Além de dispensar

catalisadores caros e usar vários tipos de combustível tem como grande vantagem e

simultaneamente desvantagem a temperatura de operação elevada. As reacções envolvendo a

quebra de ligações Carbono-Carbono nos hidrocarbonetos ocorrem muito mais rapidamente à

medida que aumenta a temperatura. A desvantagem é a rápida corrosão e o colapso de

componentes devido à temperatura elevada.

SOFC – Solid Oxid Fuel Cell – Pilha de combustível de óxido sólido, apresentam

potências de saída até 100KW.

Solução apontada para ser usada em aplicações de grande escala e de

alta potência, incluindo centrais eléctricas de escala regional. Os

motores de veículos são também indicados, sendo no entanto

necessários unidades auxiliares de energia (APU – Auxiliary Power

Unit). O electrólito é sólido, sendo normalmente usado um material

cerâmico de óxido de zircónio com uma pequena quantidade de itria, funcionando a

temperaturas até 1000ºC. O rendimento pode atingir 60% e 85% em cogeração.

AFC – Alkaline Fuel Cell – Pilha de combustível alcalina, apresentam potências de saída

entre os 300W e os 5KW.

Muito utilizadas pela NASA, esta tecnologia atinge rendimentos até 70%; foram usadas na

nave espacial Apollo para produzir electricidade e água potável. Operam a temperaturas de

150 a 200ºC; o electrólito é uma solução aquosa de hidróxido de potássio alcalino, que

aumenta a velocidade da reacção no cátodo e a performance da pilha.

DMFC – Direct Methanol Fuel Cell – Pilha de combustível de Metanol directo,

semelhantes às PEMFC, por usarem uma membrana de

polímero como electrólito, no entanto o catalisador do

ânodo retira o Hidrogénio do metanol líquido,

eliminando a necessidade de um reformador. A

eficiência está nos 40% (podendo ser aumentado com

temperaturas mais elevadas) e a temperatura de

operação entre os 50ºC e 100ºC, tornando-as muito

Ilustração 6: Pilha de Combustível de Óxido Sólido

Ilustração 7: Pilha de Combustível de Metanol directo



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adequadas para aplicações médias: telemóveis, computadores portáteis, etc. Problemático é o

facto de haver combustível a passar do ânodo para o cátodo, sem produzir electricidade.

RFC – Regenerative Fuel Cell – Pilha de combustível regenerativa. Tecnologia bastante

jovem, mas atractiva num ciclo fechado de produção

de energia. Funcionam acopladas a um sistema solar

de electrólise, que separa o oxigénio e o Hidrogénio,

que por sua vez são injectados no cátodo e no ânodo

respectivamente, produzindo electricidade e água que

é injectada novamente no sistema solar.

ZAFC – Zinc-Air Fuel Cell – Pilha de combustível de zinco-ar

A célula é constituída por um eléctrodo GDE (Gas

diffusion electrode), um ânodo de Zinco

separado por um electrólito e separadores

mecânicos. O GDE é uma membrana permeável

que permite a passagem ao oxigénio

atmosférico, que entra em contacto com o

Hidrogénio obtendo-se iões e água. Os iões

atravessam o electrólito e atingem o ânodo de

Zinco, onde reagem em conjunto formando óxido de Zinco. Este processo cria um potencial

eléctrico. Depois de o combustível ter sido usado, o sistema pode ser ligado à rede obtendo-se

peletes de zinco puro novamente, cujo processo não deve demorar mais de 5 minutos para

completar. As ZAFC funcionam à base de Zinco, que é relativamente abundante e barato e

como há poucas perdas entre recargas, são bastante melhores que as baterias convencionais.

PCFC – Protonic Ceramic Fuel Cell – Pilha de combustível de cerâmica protónica

Este novo tipo de pilhas de combustível contém um electrólito de material cerâmico que exibe

uma condutividade protónica a temperaturas elevadas ~ 700ºC. Partilham as vantagens das

MCFC e SOFC, bem como das PAFC e oxidam os combustíveis fósseis directamente no ânodo

eliminando a necessidade de produção prévia de Hidrogénio. As moléculas gasosas dos

hidrocarbonetos são absorvidas na superfície do ânodo na presença de vapor de água e os

Ilustração 8: Pilha de Combustível regenerativa

Ilustração 9: – Pilha de Combustível de zinco-ar



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átomos de Hidrogénio são eficientemente removidos e absorvidos pelo electrólito, sendo o

CO2 o produto da reacção. Como têm um electrólito sólido, a membrana não desaparece

como nas PEM; e o líquido não se escapa como nas PAFC.

Tabela 1: Quadro Resumo das diferentes tecnologias de Céluluas de Combustível

A economia de Hidrogénio envolve também o transporte de Hidrogénio por camiões,

comboios, navios ou condutas.

Enquanto na maioria dos casos o transporte de combustíveis é limitado pelo peso, no caso do

Hidrogénio líquido é limitado pelo volume. Um camião de 40 toneladas pode transportar

apenas cerca de 500 kg de Hidrogénio comprimido ou 3500 kg de Hidrogénio líquido, o que

leva a um grande dispêndio de energia no seu transporte.

Ilustração 10: Perdas de Energia na Liquefacção do Hidrogénio (ALMEIDA, A.; MOURA, P.)

Tecnologia Potência

de saída

Temp.de

func. (ºC)

Electrólito Aplicações

PAFC < 200 KW 150 a 200 Ácido fosfórico

Produção de energia (escala média)

PEMFC 50 a 250KW 80 Polímero Veículos, substituto de baterias recarregáveis

MCFC 10KW a 2MW

650 Solução aq. carbonatos

Aplicações eléctricas

SOFC < 100KW Até 1000 Material cerâmico

Aplicações de grande escala, veículos

AFC 300W a 5KW

150 a 200 Solução aquosa Produção de electricidade (pequena escala)

DMFC 50 a 250KW 50 a 100 Polímero Aplicações médias, telemóveis, laptops

RFC - - - Produção de energia em ciclo fechado

ZAFC - - - Baterias

PCFC - 700 Material cerâmico

Produção de energia (grande escala)



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Outra forma de transporte é possível recorrendo a condutas.

Para uma conduta de 2000 km as perdas representam cerca de 20% do valor energético do

Hidrogénio transportado, enquanto no caso do metano essas perdas são cerca de metade.

Ainda mais energia é necessária para compactar o Hidrogénio por liquefacção, que consome

35 a 60 MJ/kg, ou seja, a 30 a 50% da energia total contida no Hidrogénio.

Tabela 2: Densidade de energia do Hidrogénio versus a de outros portadores

O Hidrogénio é um gás à temperatura ambiente, tornando-o difícil de armazenar. Líquido, a

250ºC, levanta questões técnicas enormes para ser armazenado.

Algumas formas de Armazenamento:

Reservatórios de gás comprimido

Com o desenvolvimento de novos materiais, permitiram o fabrico de reservatórios de

armazenagem de gás comprimido que podem suportar o armazenamento do Hidrogénio a

altas pressões (no máximo de 800 atm). Actualmente os custos económicos e energéticos

estão muito elevados mas a tecnologia está disponível.



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Reservatórios de Hidrogénio líquido

Através de técnicas criogénicas podem ser alcançadas temperaturas muito baixas, tornando

possível condensar o Hidrogénio gasoso (à volta de -253 ºC). Desta forma uma maior

quantidade de Hidrogénio pode ser armazenada e transportada.

Densidade do Hidrogénio: 0,071 kg/litro

Densidade da Gasolina : 0,73 kg/litro

Poder calorífico Inferior do Hidrogénio: 8600 kJ/litro

Poder calorífico Inferior da gasolina: 31700 kJ/litro

Hidretos metálicos (alta e baixa temperatura)

Existem diversos metais puros e ligas metálicas que podem combinar-se com o Hidrogénio

produzindo hidretos metálicos. Os hidretos decompõem-se normalmente quando atingem

temperaturas entre os 60 e 70 ºC, e libertam o Hidrogénio. Assim, o Hidrogénio pode ser

armazenado numa forma condensada, através de uma compressão relativamente simples.

Este sistema de armazenamento promete tornar-se seguro e eficiente, mas a razão entre o

Hidrogénio armazenado e o peso da "esponja do hidreto metálico" necessita de ser

aumentada.

Absorção de gás em sólidos

A absorção de moléculas de Hidrogénio em carbonos activos pode armazenar quantidades

interessantes de Hidrogénio. Tal como hidretos metálicos esta tecnologia promete tornar-se

segura e eficiente.

Micro - esferas

Existem esferas de vidro muito pequenas que podem armazenar o Hidrogénio a pressões

elevadas, sendo o processo de armazenagem feito com o gás a temperaturas elevadas, no qual

o mesmo pode passar através da estrutura de vidro. Dependendo da temperatura, o vidro é

impermeável ao Hidrogénio que está dentro da esfera (baixa temperatura) ou permeável (alta

temperatura) de forma a ser libertado.



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A questão continua em aberto, mas já existem soluções no campo em veículos com depósitos

de Hidrogénio líquido a -250ºC.

A mudança para uma economia baseada no Hidrogénio tem obrigatoriamente de passar pela

solução do problema do armazenamento, pois soluções cujos subprodutos sejam gases de

efeito de estufa ou que o combustível seja o tradicional, não contribuem em nada para a

solução do problema ambiental e energético mundial.

Hoje em dia os automóveis têm um

impacto bastante negativo no ambiente,

pois usam combustíveis derivados de

fósseis. O grande problema destes

combustíveis é que a sua queima liberta

vários compostos nocivos para o ambiente

e para a saúde das populações. Por outro

lado, os combustíveis fósseis são uma

forma de energia não renovável, e o seu

uso excessivo pode levar ao esgotamento de

recursos.

Os 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.

Ilustração 11: Protótipo Veículo BMW H2



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Tabela 3: Cronograma para o uso de Hidrogénio - 2002 - 2020

Em 1908, a Ford fazia história ao lançar o primeiro automóvel para as massas - o modelo T -, o

primeiro de produção em série. Hoje, numa altura em que o automóvel é quase um bem

essencial, a história é outra, com várias empresas empenhadas no desenvolvimento de meios

de locomoção não poluentes o mais eficientes possível.

A DaimlerChrysler foi formada em 1998, com a fusão da Chrysler e da Daimler-Benz. No início

de 2005, o grupo cumpriu o objectivo de produzir 100 veículos a célula de combustível. Trata-

se da maior frota fuel cell de sempre, constituída por veículos ligeiros e pesados (de

passageiros e mercadorias).

A Toyota conduz investigações na área das células de combustível desde 1992, acreditando

que os veículos impulsionados por este tipo de motorização irão constituir a base para a

mobilidade do futuro.

Veículos equipados de células de combustível e utilizando o Sistema Híbrido Toyota são 2 a 3

vezes mais eficientes que automóveis a gasolina em termos de eficiência.

Em 2002, a Toyota tornou-se no primeiro construtor automóvel do Mundo a comercializar

veículos híbridos a células de combustível (FCHV's) no Japão e Estados Unidos.

Cronograma para o uso do Hidrogénio como fonte de energia e 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



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Ilustração 12: Toyota Fine-S

Toyota Fine-S

Outro destaque é o Fine-S da Toyota, movido a células de hidrogénio. O automóvel tem um

motor para cada roda, deixando-o mais estável.

Muitos modelos dos carros não estão a venda, mas mostram a mudança da visão da rede

automobilística aliando design e desempenho sem agredir a natureza.

No Simpósio Grove de Célula de Combustível, um evento organizado pela editora Elsevier Ltd,

a Honda recebeu a Medalha Grove, atribuída em reconhecimento da tecnologia de células de

combustível de hidrogénio usadas pela marca japonesa no FCX Clarity.

Ilustração 13: Honda FCX Clarity

O FCX Clarity é um automóvel movido a células de combustível de hidrogénio com espaço para

quatro passageiros e bagagem. Possui uma economia de combustível 2 a 3 vezes superior à de

um veículo equivalente a gasolina e 1,5 vezes superior à de um veículo híbrido a gasolina-



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eléctrico. Além disso, o FCX Clarity não produz gases nocivos, sendo que apenas emite água

pelo escape.

Muito idêntico aos F1, o Honda FC Sport conta com 3 lugares para passageiros, sendo o

condutor numa posição central e na parte da frente enquanto que os outros dois poderão ficar

ao lado ou mais atrás. Em relação ao motor deste carro têm emissão zero, um peso muito leve

devido a material que o compõem e usas células para as outras funções. A sua aerodinâmica

também é importante, visto que é para ser considerado um carro de grande potência

alimentado a hidrogénio. O seu design, cor branca e rodas com jantes escuras é também ele

sinal de futurismo.

Rede de Abastecimento By HONDA

Honda faz estação de energia solar de hidrogénio.

Recentemente a divisão responsável pelo desenvolvimento de tecnologias avançadas da

Honda Honda R&D Americas, desenvolveu uma estação de energia solar de hidrogénio que já

está em funcionamento.

O conceito da Citroen foi o GT, uma parceria com a Polyphony, criadora do jogo Gran Turismo,

para o Playstation 3. O automóvel possui um motor eléctrico e também utiliza um propulsor

electrónico alimentado por uma pilha de combustível, com nível zero de emissão de gases

poluentes. A aerodinâmica é impressionante, com um ar muito futurista, mas é ao nível do

Ilustração 14: Honda FC Sport Ilustração 15: Honda FC Sport (pormenor)

Ilustração 16: Rede de Abastecimento By HONDA

Ilustração 17: Rede de Abastecimento By HONDA II



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propulsor que a Citroen impressiona. Com um motor híbrido de baterias fuel cell, possui uma

potência total de 784 hp. Com 1.400kg - que incluem as baterias e o tanque de hidrogénio - o

GT acelera até aos 100km/h em 3.6s e atinge uma velocidade máxima de 330km/h.

Ilustração 18: Citroen GT

A Mercedes vai dar início à produção do seu primeiro modelo movido a célula de combustível.

Trata-se do Classe B F-Cell, que será lançado no

início do próximo ano.

Movido por um motor eléctrico de 136 cv e 290

Nm de binário, o Classe B F-Cell obtém energia

eléctrica a partir da reacção electroquímica

(hidrólise) entre hidrogénio e oxigénio, que

posteriormente é armazenada em baterias de ião

de lítio colocadas no piso do modelo. Por seu

turno, o hidrogénio está armazenado em dois

cilindros alojados sob a bagageira.

De acordo com a marca alemã, o F-Cell consome o equivalente a 3,3 l/100 km de gasóleo, não

emitindo quaisquer gases nocivos para a atmosfera,

alcança uma velocidade máxima de 170 km/h e tem

uma autonomia de 385 quilómetros, para o que

contribui também o sistema de travagem

regenerativo.

As primeiras 200 unidades serão entregues em regime

de leasing a um número seleccionado de clientes a

partir de 2010, com o objectivo de avaliar índices de

Ilustração 19: Classe B F-Cell

Ilustração 20: Peugeot 307 CC a Hidrogénio



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qualidade e possíveis falhas. Mais tarde, a marca deverá arrancar com a produção em massa.

A Peugeot, também lançou o Peugeot 307 CC a Hidrogénio

O veículo 100% eléctrico foi desenvolvido na base do Peugeot 307 CC (Coupé Cabriolet) e

incorpora os últimos progressos tecnológicos em relação a baterias e e armazenamento de

hidrogénio. O modelo atinge velocidade máxima de 155 km/h e acelera de 0 a 80 km/h em

11,2 segundos.

O apoio da indústria e consequente desenvolvimento de uma rede de distribuição de

Hidrogénio, será determinado pela procura deste género de veículos, que permanecem

bastante onerosos.

Motociclos:

Ilustração 21: Motociclo a Hidrogénio

O visual da motocicleta, um tanto futurista, prima pela leveza. Os pneus finos lembram os de

bicicletas e a carenagem abriga um pequeno reservatório de hidrogénio que, segundo a

empresa, armazena combustível suficiente para percorrer 160 km.

Autocarros:

Os autocarros começaram primeiro e estão também já muitos dos modelos presentes em

cidades europeias e em demonstração noutros cantos do

mundo merecem também o destaque:

- Daimler Chrysler – o NEBUS, ZEBUS e o mais recente

modelo CITARO (em circulação em Lisboa, mas não o modelo

com células de combustível.

Ilustração 22: Autocarro CITARO



2010



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- Renault e IVECO – o IRIBUS de 2001

Ilustração 23: Autocarro IRIBUS

- Neoplan – Modelo Alemão já em comercialização; os modelos são de 1999 e 2000.

TRACTORES:

A bateria do NH2 de célula de combustível não cria

emissões durante a operação e gera cerca de 106

cavalos de potência. Ele tem um motor eléctrico que é

alimentado por cerca de 1,5 a 2 horas num único

tanque de hidrogénio. Concedido isso não é muito,

mas este ainda é um protótipo. Tem um motor

eléctrico que é alimentado por cerca de 1,5 a 2 horas

num único tanque de hidrogénio.

Ilustração 25: Tractor a Hidrogénio

Ilustração 24: Autocarro Neoplan



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BARCOS:

Ilustração 26: Barco PlanetSolar

Foi revelado o maior barco do mundo que é movido a energia solar, o nome dele é PlanetSolar

que tem 31 metros de comprimento por 15 de largura e o seu design feito para alcançar

grandes velocidades. Com a capacidade de produzir cerca de 103.4 KW de energia renovável

graças aos 38.000 painéis fotovoltaicos garantindo uma eficiência energética de 22 % e de

alcançar uma velocidade de 8 nós.

Dentro do barco até 50 passageiros podem se acomodar e no tecto do barco, para gerar

energia estão 500 metros quadrados de painéis solares com um total de 38.000 células nesses

painéis.

O peso também é enorme, 60 toneladas e custou cerca de 24 milhões de dólares. O barco dará

um passeio pelo mundo todo em 2011.

O Nemo H2 é o primeiro barco movido

à hidrogeneo consebido para nagegar

em cruzeiros pelos canais de

Amesterdão, tem um limite de 87

tripulantes, não emite gases poluentes

e a sua pegada ecológica é apenas o

vapor de água.

Ilustração 27 - Nemo H2



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AVIÃO:

A Phantom Eye possui dois tanques com

capacidade para 2,3 litros, 150 cavalos

de potência em cada um dos seus

quatro motores, 45 metros de

envergadura de asas, viaja a 277 km/h,

e carrega pouco mais de 200 kg de

carga.

Ilustração 28 - Phantom Eye

Há um certo número de problemas com as pilhas de combustível (fuel cells). Muitos deles

referem-se à tecnologia e provavelmente poderiam ser superados. Mas há um viés básico que

nunca poderá ser ultrapassado: O hidrogénio livre não é uma fonte de energia — ele é um

vector de energia. O hidrogénio livre não existe neste planeta, de modo que para obtê-la é

necessário quebrar as ligações das moléculas que o contenham. Isto é devido à Segunda Lei da

Termodinâmica, e não há volta a dar-lhe. Tem-se vindo a trabalhar com catalisadores que

ajudarão a reduzir a energia necessária para gerar hidrogénio livre, mas haverá sempre uma

perda de energia, e os próprios catalisadores tornar-se-ão terrivelmente caros se tiverem de

ser fabricados numa escala consentânea com as actuais exigências de energia dos transportes.

Praticamente todo o hidrogénio livre hoje produzido é obtido a partir do gás natural. Assim,

sem qualquer dúvida, não podemos escapar à nossa dependência dos hidrocarbonetos não

renováveis. Esta matéria-prima é tratada com vapor a fim de retirar o hidrogénio das

moléculas de metano. E o vapor é produzido por água a ferver produzida com gás natural.

Globalmente, há cerca de 60% de perda de energia neste processo. E, como está dependente

da disponibilidade de gás natural, o preço do hidrogénio produzido por este método será

sempre um múltiplo do preço do gás natural.

Embora exista uma fonte inexaurível de água a partir da qual se poderia obter o hidrogénio.

Contudo, separar hidrogénio da água exige um ainda mais elevado investimento de energia

por unidade de água (286kJ por mol ).



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Todos os processos de dividir moléculas de água, incluindo sobretudo a electrólise e a

decomposição térmica, exigem grandes investimentos de energia, tornando-as inúteis.

A energia exigida para produzir 1 TWh (1 Terawatt-hora = 10 9 kWh) de hidrogénio é 1,3 TWh

de electricidade. Mesmo com avanços recentes na tecnologia do fotovoltaico, os conjuntos de

placas com células solares seriam enormes, e teriam de ser dispostas em áreas com iluminação

solar adequada.

O único meio de a produção de energia poder aproximar-se da praticalidade é através da

utilização de centrais nucleares. Para gerar a quantidade de energia utilizada actualmente

pelos Estados Unidos seriam precisos 900 reactores nucleares adicionais, a um custo de

aproximadamente US$ 1 mil milhões por reactor. Actualmente existem apenas 440 reactores

nucleares a operarem em todo o mundo. A menos que aperfeiçoemos muito depressa os

reactores reprodutores rápidos (breeders), haverá uma escassez de urânio muito antes de

termos acabado o nosso programa de construção de reactores.

Mesmo o hidrogénio derivado da energia nuclear seria caro. Abastecer um carro com

hidrogénio equivalente a 56,7 litros de gasolina poderia custar até 300 €. Se o hidrogénio

estivesse em forma gasosa, o seu reservatório teria de ser suficientemente grande para

guardar 178.500 litros. A compressão do hidrogénio reduziria a dimensão do reservatório de

armazenagem a um décimo. E o hidrogénio liquefeito exigir um reservatório com quatro vezes

a dimensão do reservatório de gasolina. Por outras palavras, um reservatório de gasolina com

56,7 Litros seria o equivalente a um reservatório de hidrogénio com 226,8 litros. E,

naturalmente, transportar uma quantidade de hidrogénio com a energia equivalente para o

posto de abastecimento exigiria 21 vezes mais camiões do que para a gasolina.

O hidrogénio comprimido e liquefeito apresenta problemas que lhe são inerentes. Ambas as

técnicas exigem energia e assim, mais uma vez, reduz o rácio de energia líquida do hidrogénio.

O hidrogénio liquefeito é bastante frio para congelar o ar, o que leva a problemas com

acúmulos de pressão devido à obstrução de válvulas. Ambas as formas de armazenagem de

hidrogénio são passíveis de fugas. De facto, todas as formas de hidrogénio puro são difíceis de

armazenar. O hidrogénio é o elemento mais pequeno e, como tal, pode escapar de qualquer

contentor, não importa quão bem selado esteja ele. O hidrogénio em armazenagem evaporará

à taxa de pelo menos 1,7% ao dia. Não poderemos armazenar veículos a hidrogénio em

edifícios. Nem tão pouco podemos permitir que eles estacionem ao sol. E como o hidrogénio

atravessa metais, ele provoca uma reacção química que torna os metais quebradiços. As fugas

de hidrogénio também poderiam ter um efeito adverso tanto no aquecimento global como na

camada de ozono.



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O hidrogénio livre é extremamente reactivo. Ele é dez vezes mais inflamável do que a gasolina,

e vinte vezes mais explosivo. E a chama do hidrogénio é invisível. Isto faz com que se torne

muito perigoso trabalhar com ele, particularmente em postos de abastecimento e veículos de

transporte. Os acidentes de tráfego teriam uma tendência a serem catastróficos. E há a

possibilidade de que veículos mais velhos pudessem explodir mesmo sem qualquer colisão.

À cabeça de tudo isto devemos

considerar a terrível despesa de

converter da gasolina para o

hidrogénio. A infraestrutura teria de

ser construída virtualmente a partir do

nada, a um custo de milhares de

milhões. A nossa infraestrutura de

petróleo e gás natural evoluiu ao longo

do século passado, mas esta transição

para o hidrogénio teria de ser feita em 20 anos ou menos.

Os engenheiros da indústria automóvel não acreditam que alguma vez tenhamos uma

economia do hidrogénio. A Daimler-Chrysler admitiu isto. Ao invés de desenvolver uma

economia do hidrogénio, faz mais sentido — e fará sempre mais sentido — comprar um carro

mais eficiente, usar transporte público, andar de bicicleta ou ir a pé.

Ilustração 29: Imagem de Explosão em Veículos



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O Hidrogénio representa um “salto em eficiência de vinte a trinta por cento,

comparativamente aos motores de combustão existentes, que só utilizam um terço da energia

gerada por combustíveis líquidos” diz Jayme Buarque de Hollanda, director geral do Instituto

Nacional de Eficiência Energética (INEE), do Brasil.

As pilhas de combustível operam silenciosamente, reduzem a poluição sonora tal como a

poluição do ar, e o calor gerado pelo seu funcionamento pode ser usado para sistemas de

aquecimento.

Este assunto tem sido discutido em vários congressos e conferências realizados, desde

2006, sobre Energia e Renováveis.

Quase só na investigação é que tem vindo a ser realizado algum trabalho sobre hidrogénio e

pilhas de combustível. A dependência energética de Portugal é de noventa por cento, sendo

ASPECTOS POSITIVOS ASPECTOS NEGATIVOS

É o elemento mais abundante do universo. Tecnologia mais cara.

O Hidrogénio não é tóxico.

Num modelo de extracção de hidrogénio há

dependência de hidrocarbonetos, petróleo e

seus derivados, produtos tóxicos.

Redução da emissão de gases causadores

do efeito estufa, como o CO2 e o CH4.

Ainda não há uma célula a hidrogénio que alie

preço e eficiência.

Redução da poluição sonora, pois as

células a hidrogénio operam

silenciosamente.

A necessidade da utilização de metais nobres

como, por exemplo, a platina que é um metal

caro e raro.

Redução da emissão de partículas na

atmosfera, como fumaça e fuligem.

Os problemas e os custos associados ao

transporte e distribuição.

Crescimento económico, desenvolvimento

e criação de empregos em diversas áreas. Extremamente Explosivo



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esta uma enorme quantidade de energia importada, com custos para a Economia e produtos

nacionais.

A primeira central portuguesa de produção de hidrogénio foi construída na Serra do Cume, nos

Açores, recorrendo à energia eólica para produzir a energia do futuro, o hidrogénio renovável

(H2RE).

A meta nacional estabelecida pelo Ministério da Indústria e Energia é que em cinco anos, dois

por cento das necessidades energéticas dos Açores serão asseguradas por hidrogénio

renovável; passando de trinta para quarenta por cento nos próximos quinze anos e atingindo

cem por cento das necessidades no prazo de trinta anos.

SRE – Soluções Racionais de Energia

A S.R.E. é a primeira empresa portuguesa a operar na área do Hidrogénio e das pilhas de

combustível. Foi criada em 2002. Começou na investigação e só apresentou os primeiros

produtos em 2005.

A SRE apresenta actualmente uma gama de produtos, a

H-Way, que conta com cinco pilhas de combustível de

baixa e média potência. Estão no mercado de baterias

para retransmissão de sinal e dos Portable Power Pack,

aplicações para militares que permitem alimentar todas

as várias necessidades energéticas de um soldado

moderno (rádio, GPS, telefone, mira telescópica, etc).

As suas áreas de desenvolvimento principal na gama de

baixa potência são: aplicações remotas para recolha de dados

meteorológicos, hidrográficos e sistemas portáteis; Sistemas telefónicos de emergência.

Na gama de potência média: equipamento de suporte para emissões, controle remoto de

aplicações vídeo de vigilância florestal; trolleys de golfe e aplicações de pequena tracção; luzes

de emergência; geradores para aplicações náuticas (iates, barcos, lanchas, submarinos, etc.);

fontes de alimentação portáteis.

No quadro legal dos incentivos e benefícios fiscais das energias renováveis (ER) em

Portugal, o hidrogénio é se não um ilustre desconhecido, pelo menos um parente pobre. Esta é

a principal conclusão de um estudo da AP2H2, desenvolvido por José Alberto Rodrigues, que

pretendia analisar e listar incentivos e benefícios fiscais existentes em Portugal em

comparação com os de outros países. O especialista especifica ainda que «só com boa vontade

Ilustração 30: Portable Power Pack



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se pode falar na existência de um regime jurídico de incentivos e benefícios fiscais para a

promoção do hidrogénio».

Assim, apenas o Decreto-Lei 363/2007 se refere ao hidrogénio e, mesmo assim, penalizando a

energia que não seja obtida através das ER. Se, por exemplo, se utilizar o gás natural para

produzir hidrogénio, perde-se o direito ao benefício do tarifário de referência. Isto apesar de o

gás natural, embora combustível fóssil, ser amplamente beneficiado em sede fiscal, por ser

considerado ambientalmente limpo.

Para avançar com a promoção do hidrogénio a este nível, poder-se-ia começar por dar plena

execução à Directiva 2003/30/CEE – o que parece não suscitar dificuldades legislativas, uma

vez que se trata apenas de dar cumprimento integral ao imperativo comunitário contido

naquela Directiva –, não se ficando apenas, como aconteceu com o Decreto-Lei 62/2006, pelo

seu cumprimento parcial e circunscrito, como se referiu, aos biocombustíveis.

Por outro lado, mas ainda no âmbito dos transportes podia ser aplicado aos veículos movidos a

hidrogénio a taxa reduzida de que beneficiam os veículos a GPL ou a gás natural. Também

devia ser estendido aos veículos dotados de pilhas de combustível a hidrogénio obtido a partir

de fontes de ER a isenção de que gozam os veículos movidos a energias renováveis não

combustíveis. O autor refere ainda que qualquer das medidas propostas nas alíneas anteriores

respeita o espírito que subjaz à concessão das isenções. Nem a Directiva-Estrutura 92/81/CEE,

que expressamente admitia isenções, desde que motivadas por “considerações políticas

específicas”, nem a Directiva 2003/30/CE, que de alguma forma substituiu aquela, obstam à

introdução de tais isenções ou de outras.

Não se pode ver o hidrogénio da mesma forma que um combustível fóssil. Apostar no

hidrogénio é uma atitude consciente e não tem nada a ver com uma reserva que foi “legada” à

humanidade de uma forma gratuita. Num futuro próximo talvez não tenhamos veículos

movidos a hidrogénio tão potentes ou com uma autonomia tão grande, mas estaremos com

certeza a construir um futuro mais promissor por não se basear no gasto inconsciente de uma

poupança herdada do planeta.

Segundo o Diário de Notícias, “no cenário mais optimista Portugal aumentará em mais de

quarenta por cento as suas emissões de dióxido de carbono (CO2) até 2012 em relação ao

valor de 1990. Este é o pior desempenho da Europa a 25 nos gases que causam o aquecimento

global”. Este é o resultado da ineficiência energética do País que, por não cumprir as metas

estipuladas pelo Protocolo de Quioto, terá de pagar uma alta factura, cerca de mil milhões de



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euros em cinco anos, entre 2008 e 2012. A verba pode ainda subir para mil e quinhentos

milhões.

Em todo este processo Portugal depara-se com inúmeras barreiras, mas também com uma

oportunidade única de crescimento. Para um país como Portugal esta mudança pode

representar uma viragem para uma estrutura produtiva baseada na inovação e na tecnologia,

usufruindo das suas potencialidades próprias.

De maneira a que isso se torne uma realidade, é necessário corrigir graves problemas na

estrutura de produção, comunicação e cooperação. O hidrogénio já não é uma utopia e pode

representar uma oportunidade única, caso Portugal comece a apostar nisso desde já.

As células de combustível em Portugal ainda estão em fase de projecto, a nível dos

Institutos de Investigação ou Departamentos universitários, como o INETI (Instituto Nacional

de Engenharia e Tecnologia Industrial), o IST (Instituto Superior Técnico) o INEGI (Instituto de

Engenharia Mecânica e Gestão Industrial) e a faculdade de Engenharia do Porto.

Um dos projectos com mais relevância nestas instituições é o Projecto CUTE (Clean Urban

Transport for Europe), cujo objectivo é desenvolver e demonstrar um sistema de transporte

livre de emissões e com baixo ruído que, incluindo a respectiva infra-estrutura energética, tem

um grande potencial para reduzir a emissão de gases de efeito de estufa. O projecto CUTE

prevê a experiência de 3 autocarros com célula de combustível abastecidos a hidrogénio

durante 2 anos em 10 cidades Europeias.

No âmbito da participação no projecto CUTE, a STCP (Sociedade de Transportes Colectivos do

Porto, SA) terá um total de 27 autocarros que circularão no Porto. A alimentação é constituída

por uma pilha de combustível com uma potência de 250 kW, que juntamente com o restante

do sistema está montado no tecto do autocarro. O módulo de armazenamento consiste em 9

cilindros de 205 litros para uma capacidade total de 44 kg de hidrogénio a 350 bar.

O hidrogénio é ainda o “parente pobre” das tecnologias energéticas em Portugal. «Não

existe uma estratégia para o hidrogénio com metas e objectivos claros», criticam Rei

Fernandes e Rui Pimenta, ambos investigadores do Research Group on Energy and Sustainable

Development (RGESD) do Instituto Superior Técnico (IST). Para inverter este cenário, Portugal

está actualmente envolvido no projecto Hyrreg, financiado pela União Europeia, através do

programa SUDOE/INTERREG IV B. O projecto, que teve início em Abril e deverá estar concluído



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em Outubro de 2011, envolve um conjunto de 9 parceiros de Portugal, Espanha e França, e um

investimento de 1,3 milhões de euros.

O principal objectivo do Hyrreg é, segundo Rui Pimenta, «promover a competitividade e

desenvolvimento da indústria das tecnologias de hidrogénio e de pilhas de combustível na

região SUDOE», que inclui Portugal e Espanha continental, 6 regiões de França e ainda Ceuta,

Melilla e Ilhas Baleares (Espanha) e Gibraltar. No total, são abrangidos 61,8 milhões de

habitantes e 770 mil km2.

Para o concretizar, serão analisadas as capacidades actuais dos países na área do hidrogénio e

pilhas de combustível, e desenvolvidos relatórios de vigilância tecnológica para tecnologias-

chave nestas áreas. Os investigadores irão também «avaliar o potencial comercial destas

tecnologias e elaborar o Roteiro para a Economia do Hidrogénio na região SUDOE», explica o

especialista do IST.

Este roteiro, que irá identificar os impactes ambientais e económicos da utilização do

hidrogénio, bem como as oportunidades de negócio decorrentes da sua introdução do mix

energético nacional, deverá ser lançado «antes do final do ano», adianta José Campos

Rodrigues, presidente da Associação Portuguesa para a Promoção do Hidrogénio (AP2H2).

O projecto conta com o apoio da Direcção Geral de Energia e Geologia e da Direcção Geral das

Actividades Económicas e será desenvolvido pelo IDMEC/Instituto Superior Técnico, AP2H2,

Laboratório Nacional de Energia e Geologia e Universidade de Aveiro.



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O hidrogénio tem sido transmitido como o combustível do futuro, mas existem desafios de

várias ordens antes de podermos ter esse cenário:

Desafios Técnicos e Materiais:

Os – 251º C a que o hidrogénio tem de estar para se tornar líquido levantam dificuldades ao

seu armazenamento nos veículos.

A eficiência da produção e distribuição de Hidrogénio tem de ser significativamente melhorada

e de se aumentar o uso de energias renováveis como fonte de alimentação.

A durabilidade e a potência das pilhas de energia têm de ser significativamente melhoradas,

para que o preço se torne competitivo com as tecnologias convencionais.

Ainda não existe um conceito standard em toda a indústria, o que dificulta o intercâmbio e

troca de experiências.

Desafios Sócio-Políticos:

Os protótipos de veículos a células de combustível sucedem-se, frotas para empresas públicas

e privadas estão já em testes, autocarros circulam já nas cidades europeias, norte-americanas

e japonesas. O maior desafio é o do impulso inicial que, muitos defendem, deverá ser auxiliado

pelos Estados, até o mercado estar suficientemente maduro e estável.

O papel dos Estados e dos Governos é fundamental neste processo, ao permitir que a indústria

possa desenvolver-se e amadurecer. Deverão diminuir os subsídios às energias fósseis e

nuclear, transferindo esses apoios para as energias alternativas e fazendo reformas no

mercado da electricidade.

Segundo Miguel Tomé, da General Motors em Portugal:



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"Nós temos a tecnologia pronta para passar ao mercado. Agora é uma questão de os outros

participantes nesta equação do hidrogénio - designadamente as empresas de energia -

fazerem, eles próprios, os seus investimentos", sustentou.

Os elevados investimentos necessários são, na sua opinião, o que tem travado o avanço do

hidrogénio e determinado a aposta feita nos automóveis eléctricos.

"O hidrogénio enquanto solução de mobilidade não é simples de implementar. Estamos a falar

de mudar o paradigma ao ponto de, nos postos de abastecimento, deixar de existir gasolina e

gasóleo e passar a existir hidrogénio, que tem uma série de exigências ao nível da distribuição

e armazenamento que implicam investimento", explicou Miguel Tomé.

Este investimento, disse, seria mais facilmente desbloqueado "se o preço dos combustíveis

convencionais (gasolina e gasóleo) fosse o dobro ou o triplo do actual".

Actualmente, o desenvolvimento desta rede está "muito dependente da visão dos próprios

Estados quanto ao que querem que seja a mobilidade nos seus países", existindo vários postos

de hidrogénio nos EUA, "dependendo dos Estados e das regiões", na Alemanha (em Berlim e

noutras cidades) e em França (que tem em curso um projecto-piloto em Paris), envolvendo

parcerias com várias marcas automóveis.

Na Alemanha, a GM é parceira do Estado alemão num projecto-piloto em curso em Berlim,

onde há mais de um ano estão a circular protótipos a hidrogénio ao serviço de empresas e

particulares.

O futuro parece mesmo pertencer aos carros compactos, inteligentes e sustentáveis.

Prova disso é esse conceito apresentado pelo estudante de design canadense, Alexei

Mikhailov. O VW Pholeum une a tecnologia de combustíveis limpos, um design arrojado e

tamanho e funcionalidades adaptadas para as cidades.

Ilustração 31: VW Pholeum



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As rodas externas, além de criar um visual futurista, ajudam a evitar solavancos e permitem

um giro de 360º – uma ajuda para as pessoas que sofrem com manobras e balizas. Os pneus

ainda são feitos de borracha biodegradável, totalmente reciclável e reaproveitável.

O interior do carro possui um visual minimalista e os botões de controle, como os de

combustível e freios, estão localizados perto do volante – uma simulação de um joystick,

ferramenta comum para a geração que irá dirigir esse modelo de carro.

A parte mais interessante do conceito, porém, é a sua tecnologia. O painel de plástico utilizado

na carroceria do carro permitirá que, em caso de colisão, o material retorne à sua forma

original depois de amassar. Bastará aquecer o local da mossa ou do aranhão para que o

plástico retorne ao seu formato original. Esse mesmo material poderá ainda ser reciclado ou

remodelado, caso o dano seja irreversível. Já o chassi do veículo será feito com ligas de

alumínio em forma de favos de mel, o que garante em um menor peso e maior resistência.

A tecnologia utilizada no carro transformará células de hidrogênio em combustível capaz de

alimentar os motores elétricos presentes em cada uma das rodas. Os quatro motores

individuais permitirão maior autonomia de energia e servirão como geradores de eletricidade

a partir das frenagens realizadas pelo motorista.



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Se continuarmos a usar provisões da energia não renovável ao ritmo que as usamos hoje, as

nossas melhores estimativas dizem-nos que as reservas de carvão mundiais poderiam durar

durante aproximadamente 200 anos, as reservas de gás natural mundiais aproximadamente 60

anos e as reservas de petróleo mundiais quase 40 anos. Contudo, podermos efectivamente

esgotá-los mais rapidamente do que estas estimativas. A exigência de energia global aumenta

exponencialmente à medida que os países se industrializam e a população mundial cresce.

A tecnologia do hidrogénio constitui uma contribuição importante e promissora para a solução

da actual problemática da energia. É uma tecnologia que está a começar a penetrar os

mercados da energia e cujo desenvolvimento irá depender muito dos investimentos em

investigação científica e inovação tecnológica que se fizeram no sector.

Ilustração 32: Imagem ilucidatória de Energias Limpas



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http://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_vehicle

Carros Hidrogénio | Carros Ecológicos

O mito da economia do hidrogénio

Carro a Hidrogénio | Mais Energias - O blog das energias renováveis

Hidrogênio: energia alternativa? - Passeiweb

nautilus.fis.uc.pt/gazeta/revistas/29_1-2/vol29_1_2_Art08.pdf

http://www.notapositiva.com/trab_estudantes/trab_estudantes/fisico_quimica/fisico

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http://www.energiasrenovaveis.com/Area.asp?ID_area=6

http://ciberia.aeiou.pt/gen.pl?p=stories&op=view&fokey=id.stories/2314

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