Atualmente, o hidrogênio é visto como uma peça importante para o futuro neutro em carbono, pois é um combustível renovável. Entretanto, sua transformação em gás de combustível demanda muita quantidade de energia. Dessa forma, é imprescindível prestar mais atenção à fonte dessa energia que o produto final seja o hidrogênio verde. Veja neste artigo Como o hidrogênio é produzido.

Hoje, o processo de hidrogênio tem sido cada vez mais sofisticado, sendo interpretado como uma excelente maneira de driblar os combustíveis fósseis, especialmente porque não oferece grandes riscos ao meio ambiente, apesar de ter uma produção um pouco mais elevada do que o habitual. 

O que é uma célula de combustível?

Para que o hidrogênio seja produzido, é necessário que ele passe por uma célula de combustível. No celular, o processo será o inverno do que acontece na eletrólise, uma forma de produzir hidrogênio. Assim como na eletrólise, existem dois eletrodos, um positivo e um negativo. O segundo é alimentado pelo hidrogênio, enquanto o positivo recebe ar. No negativo, uma substância separa as moléculas de hidrogênio em elétrons e prótons. Dessa forma, os elétrons saem do eletrodo e geram maior fluxo de eletricidade, enquanto os prótons vão em direção ao eletrodo com ar.

Nesse processo, esses prótons se misturam com o oxigênio, e de forma contrária à eletrólise, geram água e calor. Dessa forma, é assim que o hidrogênio como combustível gera energia sem combustão, produzindo somente vapor de água. Essas células de combustível são usadas de várias formas, desde transportes a sistema de backup de energia. Por isso, é possível usar o combustível para alimentar prédios e até submarinos.

Como o hidrogênio é produzido?

Uma das maneiras de produzir hidrogênio é através de um processo termo. Neste caso, o vapor reage com um combustível do tipo hidrocarboneto, produzindo o hidrogênio. Vários tipos de combustíveis podem ser usados neste processo, desde o diesel até o gás natural. Neste tipo de produção de hidrogênio, temos a emissão de carbono na atmosfera. Conforme o Escritório de Eficiência Energética e Energia Renovável, mais de 95%de todo o hidrogênio produzido é oriundo do gás natural.

Entretanto, também é possível produzir hidrogênio através da eletrólise. Para isso, dois eletrodos ligados a uma fonte de energia são inseridos em um recipiente com água. Logo, os eletrodos possuem polaridades diferentes, e a energia passa por elas, separando o hidrogênio que está na água. Esse tipo de produção exige bastante energia, pois sua eficiência energética é de cerca de 80%. Logo, para produzir 80 quilowatts/kg, é necessário 100 kWh de eletricidade. Neste processo, é possível que a emissão de carbono seja zero, o que a torna uma produção sustentável, mas, isso depende da fonte de eletricidade usada.

Quais os tipos de hidrogênio?

Enquanto combustível, o hidrogênio possui diferentes cores. Elas servem para classificá-lo conforme a fonte de energia usada para a sua produção combustível. Existe o hidrogênio cinza, feito a partir de combustíveis fósseis. O hidrogênio azul é oriundo da produção com gás natural, além do armazenamento do carbono. O hidrogênio preto vem da gaseificação de carvão mineral. O amarelo vem dos eletrolisadores, alimentados pela eletricidade da rede, e o rosa é produzido através de eletrolisadores alimentados por energia nuclear.

Além disso, temos o mais conhecido de todos, o hidrogênio verde, que é feito a partir de eletrolisadores alimentados por fontes renováveis, como a energia eólica ou solar.

Como funciona a produção de hidrogênio verde?

Atualmente, o hidrogênio puro é usado no refino de petróleo e na produção de amônia, especialmente para fertilizantes. Além disso, alguns gases são misturados para fornecimento na produção de metanol e aço. Inclusive, vale citar que o hidrogênio puro ainda não é usado como combustível. Logo, é necessário que ele seja produzido a partir da água por eletrólise, mas, grande parte do hidrogênio atualmente produzido é feito a partir da transformação a vapor do metano ou da gaseificação do carvão. Dessa forma, a eletrólise é a maneira ideal de transformar o excesso de eletricidade de fontes solares, eólicas e outras fontes renováveis em hidrogênio, especialmente por ter emissões zero de carbono.