Hidrogênio: um espectro de oportunidades

12/10/2022

À medida que o mundo tenta se libertar das garras dos combustíveis fósseis, os cientistas estão procurando rapidamente alternativas viáveis ​​que possam nos levar a um futuro mais verde. Um desses combustíveis alternativos é o hidrogênio. 

O hidrogênio é um dos blocos de construção da vida orgânica ao lado do carbono, no entanto, o hidrogênio elementar puro é difícil de encontrar - ele está presente na atmosfera apenas em cerca de 0.6 partes por milhão. A fabricação de hidrogênio em escala industrial é, portanto, necessária para que seja uma opção prática.

Então, quais são as diferentes fontes e métodos de produção de hidrogênio? Leia mais para descobrir.

Cores de hidrogênio

Uma vez isolado, o hidrogênio é muito promissor como fonte de combustível para motores de combustão, células de combustível e como alternativa ao aquecimento a gás natural.

O hidrogênio é promissor como fonte de combustível para substituir o gás natural ou o petróleo; no entanto, as soluções de transporte e armazenamento são um obstáculo permanente.
O hidrogênio é promissor como fonte de combustível para substituir o gás natural ou o petróleo; no entanto, as soluções de transporte e armazenamento são um obstáculo permanente.

Embora o hidrogênio seja um gás incolor, a discussão em torno do hidrogênio diatômico foi codificada por cores para distinguir facilmente entre diferentes fontes e processos de produção. Eles não são formalmente definidos, mas são uma nomenclatura útil quando se trata de entender a sustentabilidade na indústria.

Grey

O hidrogênio cinza é o método de produção mais comum atualmente, representando quase 50% do total de hidrogênio fabricado. Esse processo pega o gás natural – ou seja, o metano – e o reage com a água em um processo chamado reforma de metano a vapor. Esta reação produz gás hidrogênio e monóxido de carbono, o último dos quais é tóxico, então ele é posteriormente reagido com água para produzir hidrogênio e dióxido de carbono através da reação de deslocamento água-gás.

Este processo consome muita energia para manter um ambiente de alto calor, além de produzir quantidades significativas de dióxido de carbono (5-6 toneladas para cada tonelada de gás hidrogênio produzido).

Marrom preto

O hidrogênio marrom e preto refere-se ao que é extraído do carvão marrom e preto. O carvão é aquecido com vapor e oxigênio em um processo chamado gaseificação do carvão e oxida parcialmente para produzir dióxido de carbono, monóxido de carbono, água e gás hidrogênio. O monóxido de carbono pode ainda reagir para reduzir os subprodutos tóxicos.

Azul

Este método de produção de hidrogênio é exatamente o mesmo que cinza, marrom e preto, referindo-se a qualquer hidrogênio feito a partir de matérias-primas de combustíveis fósseis. No entanto, o dióxido de carbono produzido na reação é capturado para evitar sua liberação na atmosfera e reduzir o impacto aos efeitos das mudanças climáticas. Ele pode ser armazenado no subsolo (na esperança de que se torne novamente combustível fóssil) ou reaproveitado para outros processos industriais. 

Verde

O hidrogênio verde geralmente se refere ao processo de fabricação de hidrogênio por meio da divisão eletrolítica da água, onde a eletricidade é proveniente de energia estritamente renovável. Este processo usa eletricidade para decompor a água em gases hidrogênio e oxigênio, usando processos de oxidação e redução. 

O hidrogênio verde também pode se referir mais amplamente a qualquer forma renovável de produção de hidrogênio, incluindo gaseificação ou reforma a vapor de biomassa e biocombustíveis, em oposição aos combustíveis fósseis.

O hidrogênio verde é o padrão ouro da produção de H2, usando recursos inteiramente renováveis.
O hidrogênio verde é o padrão ouro do H2 produção, utilizando recursos inteiramente renováveis. 

Atualmente, apenas cerca de 4% do hidrogênio produzido industrialmente vem da eletrólise, com uma porcentagem ainda menor produzida por fontes de eletricidade puramente renováveis. Isso ocorre principalmente porque a separação da água não é um processo barato, mas à medida que se torna mais comum, esse custo deve se tornar comparável ao gás e ao petróleo. 

Amarelo 

O hidrogênio amarelo é uma forma menos específica de hidrogênio verde, pois é usado para descrever a divisão da água via eletrólise usando qualquer fonte de eletricidade. Às vezes, é usado para especificar a eletrólise movida a energia solar, mas também pode incluir outras fontes de energia elétrica, como eólica, hidrelétrica ou a queima de combustíveis fósseis.

Roxa

Também conhecido como hidrogênio rosa ou vermelho, este é novamente um processo hidrolítico para criar hidrogênio a partir da divisão da água. No entanto, isso se refere especificamente à eletricidade produzida por meio de fissão nuclear em usinas nucleares. Embora não emita gases de efeito estufa como o dióxido de carbono, há outros impactos ambientais associados ao lixo nuclear. 

Turquesa

Como o hidrogênio cinza, esse método usa gás natural como matéria-prima. No entanto, em vez da reforma a vapor, o metano é aquecido para se decompor termicamente em gás hidrogênio e carbono sólido (em oposição ao dióxido de carbono). Isso é ecologicamente correto em relação às emissões de gases de efeito estufa, no entanto, a quantidade de energia necessária para aquecer o metano o suficiente para se decompor (pouco mais de 1000°C) não é insignificante.

Branco

Esta é uma das cores menos conhecidas do hidrogênio, referindo-se ao raro hidrogênio geológico natural. Isso geralmente é extraído como um subproduto do refino de combustível fóssil.

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Fontes:

Inquérito Rápido