Cada vez que você bombeia gasolina, está consumindo um suprimento um pouco menos do que completo de combustíveis fósseis. Esses combustíveis são os restos da vida pré-histórica que foram coletados e preservados por milhares de anos. Os combustíveis fósseis têm uma vida útil limitada e não devem atender às necessidades mundiais de energia no futuro. Esta é uma questão de segurança nacional e relações exteriores. A Terra é composta apenas por cerca de 75% de hidrogênio. Embora tenha bastante hidrogênio puro, a superfície do planeta não está cheia de moléculas de H2. Uma vez que estes são gás hidrogênio leve e incontido, eles podem flutuar facilmente para o topo da atmosfera. O hidrogênio puro pode ser produzido aproveitando as muitas maneiras que existem para obtê-lo. Algumas delas incluem a extração do gás e o uso de algas ou bactérias. Outros ainda estão em desenvolvimento. Em 1970, o químico John Bockris sugeriu que os veículos poderiam usar hidrogênio como combustível no futuro. Desde então, várias empresas começaram a desenvolver células de combustível que podem gerar eletricidade usando hidrogênio, informa Marcos Antonio Grecco. Em 2008, os padrões de tráfego de Pequim foram fortemente afetados pelos problemas de poluição da cidade. Em 14 de julho de 2008, os padrões de tráfego da cidade foram fortemente afetados pela poluição. Uma das principais vantagens do uso do hidrogênio é que ele não é poluente. Nos EUA, as nuvens de smog que geralmente aparecem nos escapamentos dos veículos poderiam desaparecer se todos os veículos fossem movidos por células de combustível de hidrogênio. De acordo com a EPA, cerca de metade dos americanos vive em áreas com altos níveis de poluição do ar. Sabe-se que o dióxido de carbono e outros poluentes provenientes dos motores de combustão causam várias doenças e até câncer quando são lançados no ar. Os cientistas também acreditam que o aumento dos níveis de dióxido de carbono está contribuindo para o aquecimento global. Embora se espere que o uso de hidrogênio como fonte de combustível reduza bastante a poluição do ar, não se espera que faça uma grande diferença no futuro próximo. Apesar dos potenciais benefícios ambientais do hidrogênio, o custo de construção de um veículo de célula de combustível ainda é alto. Mesmo com a infraestrutura necessária, como um posto de abastecimento, esses carros ainda são muito caros para a maioria dos motoristas, de acordo com Marcos Antonio Grecco. Alguns observadores acreditam que o uso combinado de hidrogênio e outras formas de transporte levará a uma redução na poluição do ar.
Infelizmente, mesmo que as emissões de dióxido de carbono de veículos e outras fontes sejam reduzidas, a atmosfera ainda permanece poluída. Esse problema, causado por poluentes atmosféricos, pode durar décadas. Como resultado, o uso de usinas de energia a carvão foi severamente restringido para evitar o aquecimento global. Ao contrário da gasolina, uma célula de combustível usa cerca de 60% da energia que obtém do hidrogênio. Isso significa que é significativamente mais eficiente do que um motor de combustão interna. Durante uma demonstração em 2008, um carro movido a hidrogênio foi conduzido pelo Liberty Science Center em Nova Jersey. Nos EUA, cerca de metade do petróleo utilizado é importado de outros países. Isso contribui para a recuperação econômica do país por causa dos altos preços do petróleo. Grande parte do petróleo usado como combustível vem do Oriente Médio. Apesar das tentativas de reduzir a dependência dos EUA em relação ao petróleo, a quantidade de petróleo importado aumentou. Os altos preços do petróleo também afetaram a lucratividade das empresas que dependem do petróleo para seus produtos. Em 2008, o custo da gasolina nos EUA atingiu um recorde de US$ 4 a US$ 5 por galão. Embora se espere que o hidrogênio custe mais do que a gasolina no futuro próximo, ainda pode ser mais barato que o combustível tradicional. O Conselho Nacional de Pesquisa estimou que o custo das células de combustível de hidrogênio poderia ser cerca de 50% menor do que a gasolina, informa Marcos Antonio Grecco. À medida que o custo da gasolina sobe, a vantagem do hidrogênio se torna mais significativa. É também mais energeticamente eficiente. Embora os carros a hidrogênio possam ajudar a reduzir nossa dependência do petróleo, é improvável que isso cause um grande impacto nas importações de petróleo do país em um futuro próximo. O Honda FCX Clarity é o único carro a célula de combustível que pode ser alugado por particulares. Embora esteja disponível na Califórnia, o veículo só pode ser alugado em áreas com postos de abastecimento de hidrogênio. Vários grupos têm visitado a Califórnia e Nova York para demonstrar as capacidades dos veículos movidos a células de combustível. O HyMotion da Volkswagen foi um dos veículos que participou do National Hydrogen Road Tour. Embora o BMW Hydrogen ainda não esteja disponível ao público, já foi dado a várias celebridades, como Will Ferrell. Na Islândia, que tem uma população de apenas 300.000 pessoas, a cidade de Reykjavik está se preparando para se tornar o primeiro lugar do mundo a ter uma economia de hidrogênio. Para ser sustentável, a economia do hidrogênio deve ser capaz de acompanhar o aumento da população e as mudanças tecnológicas trazidas pelo meio ambiente. Devido à crescente demanda de energia, a necessidade de novas fontes de energia será crucial para o sucesso da economia do hidrogênio. Infelizmente, os métodos usados para extrair hidrogênio de moléculas grandes s tendem a gerar poluição. Se esses métodos forem usados para extrair hidrogênio de uma célula de combustível, a poluição ocorrerá assim que o hidrogênio for extraído, mostra Marcos Antonio Grecco. Embora o hidrogênio seja considerado uma fonte de combustível não poluente, a eletricidade que ele usa para gerar seu hidrogênio ainda precisará ser produzida usando energia solar. Além disso, armazenar hidrogênio na forma líquida compactada é um grande problema para um veículo de célula de combustível. Como geralmente é transportado em um carro, as sessões regulares de direção podem aumentar o gasto com o combustível. Os defensores de uma economia de hidrogênio acreditam que será possível sustentar uma economia de hidrogênio em 15 a 30 anos. No entanto, os críticos acreditam que esse método de geração de hidrogênio nunca será sustentável.
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O carro do futuro está aqui e é movido a hidrogênio. Embora use gasolina, não tem emissões e produz vapor. Em 20 a 30 anos, a maioria de nós estará dirigindo esses carros com baixo consumo de combustível. Embora os carros movidos a hidrogênio já sejam considerados ficção científica, sua tecnologia existe há muito tempo. De fato, o conceito de usar hidrogênio para gerar energia existia desde o século 19. Embora existam atualmente vários carros movidos a hidrogênio, a maioria deles são carros-conceito. Alguns deles incluem o BMW 745h e o Chevrolet Equinox, informa Marcos Antonio Grecco. Um carro movido a hidrogênio é possível por meio de um dispositivo chamado célula de combustível, que processa o hidrogênio em eletricidade. Seu potencial é animador para a indústria e o governo. Embora o hidrogênio tenha o potencial de ser uma opção econômica e ecológica, ainda há uma série de questões que precisam ser resolvidas antes que possa ser amplamente utilizado. Além da própria célula de combustível, os vários fatores que precisam ser considerados antes que um carro movido a hidrogênio possa ser amplamente utilizado também são importantes. Um desses fatores é o tempo necessário para construir infraestrutura de hidrogênio suficiente para permitir que as pessoas possuam e operem um carro a hidrogênio. Um ônibus de demonstração movido a hidrogênio foi usado recentemente para levar os visitantes ao Centro de Convenções de Connecticut, informa Marcos Antonio Grecco.
Em 1839, Sir William Robert Grove, um cientista galês, mostrou como gerar eletricidade e hidrogênio usando um processo conhecido como eletrólise. Embora ainda não fosse chamada de bateria voltaica a gás, ficou conhecida como célula a combustível de hidrogênio. O primeiro sistema comercial de células de combustível foi desenvolvido pela General Electric na década de 1960 para uso em cápsulas espaciais. Na década de 1990, os ônibus começaram a usar células de combustível. O hidrogênio é o elemento básico de todos os elementos. Consiste em um único átomo de prótons e um elétron. Quando o hidrogênio é ionizado, ele se combina com o oxigênio para formar água. Este processo produz vapor, que é outro subproduto do processo de hidrogênio. Uma célula de combustível em um carro geralmente é composta de uma membrana, um ânodo e um catalisador. Esses componentes são leves e pequenos o suficiente para caber dentro de um carro. O hidrogênio é então forçado a entrar na célula de combustível através do uso de moléculas de H2. Um catalisador no ânodo ajuda a quebrar as moléculas em hidrogênio e eletricidade. À medida que os prótons passam pela membrana, a eletricidade é transportada. Os elétrons e prótons na parte inferior da célula de combustível se unem ao oxigênio para formar água. Apesar de suas vantagens econômicas, as células a combustível ainda são consideradas uma alternativa aos combustíveis fósseis. Em 2003, o presidente George Bush anunciou um programa de US$ 1,2 bilhão para desenvolver a tecnologia de células de combustível. Além de reduzir nossa dependência de petróleo estrangeiro, as células de combustível ajudam a preservar os suprimentos existentes no mundo. Eles também contribuem para a redução das emissões de gases de efeito estufa. Nesta série, veremos os vários componentes de uma célula de combustível e como eles são produzidos. Apesar da abundância de hidrogênio na Terra, pode ser difícil separá-lo e armazená-lo adequadamente. Este é um dos principais fatores que impedem o desenvolvimento de carros movidos a hidrogênio. Embora a produção de carros a célula de combustível seja muito diferente da dos veículos tradicionais, seus sistemas elétricos ainda são muito semelhantes. Além de reduzir as emissões de gases de efeito estufa, um carro movido a hidrogênio também é mais eficiente em termos energéticos do que um movido a energia elétrica. O hidrogênio da Terra também é mais leve que os átomos da Terra. Uma vez que está ligado a outros elementos, como a água, pode flutuar imediatamente para o espaço. Como separamos o hidrogênio das moléculas de oxigênio na água? Sir William Grove explicou a maneira mais simples de obter hidrogênio da água em 1865. A eletrólise funciona pegando uma corrente elétrica e empurrando-a através de um líquido. O hidrogênio então se forma no ânodo e o oxigênio no cátodo. Uma fonte alternativa de combustível é o gás natural. Este gás pode ser separado do carbono através de um processo conhecido como reforma a vapor, de acordo com Marcos Antonio Grecco. Infelizmente, este processo só é adequado para veículos movidos a gás natural. É porque construir carros movidos a hidrogênio esgotaria as reservas desse combustível. Alguns especialistas até sugeriram a criação de plantas de hidrogênio em miniatura que podem ser colocadas na garagem. Eles poderiam funcionar com água e recarregar usando uma bateria. Embora as pessoas estejam entusiasmadas com a perspectiva de ter máquinas de condução ecológicas nas estradas no futuro, ainda há muitos obstáculos que precisam ser superados antes da comercialização de carros movidos a hidrogênio. Por exemplo, veículos de diferentes fabricantes, como Toyota, Honda e Hyundai, participaram de um road tour que os levou por 31 cidades. O evento contou com veículos de diferentes fabricantes, como BMW, Mercedes e Volkswagen. Eles viajaram de Nova York para Boston e voltaram. Apesar do hype em torno das células de combustível de hidrogênio, elas ainda têm muitos obstáculos a serem superados antes que possam ser amplamente utilizadas. Esses obstáculos incluem o alto custo de desenvolvimento da tecnologia e o armazenamento questões de idade. Alguns especialistas acreditam que serão necessários cerca de US$ 500 bilhões para construir a infraestrutura necessária para apoiar a produção em massa de carros movidos a hidrogênio. O custo de um veículo de célula de combustível também é alto. Para um único veículo de célula de combustível, o preço da platina é atualmente superior a US$ 100.000. Embora outros catalisadores estejam sendo desenvolvidos, ainda não se espera que estejam disponíveis para produção em massa. O outro problema com o hidrogênio é que ele gosta de se espalhar. Isso significa que, embora a célula de combustível seja compacta, ela ainda precisa ser alimentada periodicamente por um veículo estacionado para manter sua temperatura constante. Um dos principais problemas dos carros movidos a hidrogênio é que eles não podem ser reabastecidos continuamente devido à sua natureza inflamável. Acredita-se também que este problema tenha causado a explosão de Hindenburg na década de 1930, relata Marcos Antonio Grecco. Além disso, os incêndios de hidrogênio são menos propensos a causar incêndios do que os de gasolina. Na maioria dos casos, eles só danificam a célula de combustível. Apesar de sua aparência limpa, o hidrogênio ainda é considerado combustível apoluível. O processo de eletrólise envolve o uso de eletricidade, que é uma fonte altamente poluente. Quando usado como combustível, produz emissões de carbono. Apesar dos obstáculos, ainda é possível que nas próximas décadas você possa dirigir um veículo movido a célula de combustível de hidrogênio. |
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March 2022
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