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Opinião

Nota técnica: Produção de Hidrogênio verde através da Eletrólise

Artigo produzido pelos acadêmicos: Alécio Alan Scarmignani Gutt, Dioroci Hoffmann Amarante, Roberto Antonio Mecca e Sérgio Rosa Corassini e o Prof. Cristiano Vitorino da Silva, Doutor em Engenharia Mecânica)

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Esquema de produção do hidrogênio verde
Por Uri Erechim
Foto Uri Erechim

No intuito de informar a sociedade em geral, como uma ação do Projeto Integrador em Tecnologias Sustentáveis do Curso de Engenharia Mecânica da URI, um compilado de quatro notas técnicas, produzidas pelos acadêmicos deste curso, sobre o tema "Hidrogênio Verde" é apresentado a seguir. A primeira versa sobre a Eletrólise da Água como meio de produção do Hidrogênio.

O crescimento da população mundial levou a um maior consumo de energia. Atualmente a maior parte dela provém de combustíveis fósseis, resultando em impactos ao meio ambiente, gerando subprodutos tóxicos que contribuem para a degradação ambiental e mudanças climáticas. Segundo a Comissão Europeia (Apud Optimal dispatch model for photovoltaic electrolysis plants under self-consumption regime to produce green hydrogen: a Spanish case study, 2022), é importante enfrentar as mudanças climáticas que foram reconhecidas nas últimas décadas em nível internacional e endossadas pelo Acordo de Paris, assinado por 190 países em 2015. 

Uma alternativa promissora seria o hidrogênio, um combustível universal, leve e muito reativo, com alto valor energético, o que lhe permite ser amplamente utilizado para a produção de energia. Diferentes formas de produção desse combustível apresentam tecnologias já dominadas, contudo, novas possibilidades para a sua produção vêm sendo estudadas, o que pode trazer inovações para este setor. Sua aplicação pode ser diretamente na indústria, nas mais diferentes áreas, desde a produção de aços até na fabricação do cimento, bem como em motores de combustão interna ou em células de combustível. O hidrogênio verde pode ser obtido de várias formas, porém, a forma mais estudada e conhecida resulta da eletrólise da água, o que o torna um combustível no contexto geopolítico muito mais adequado. Contudo, esse processo necessita de muita energia, e se esta energia vir de uma fonte renovável, o hidrogênio torna-se um combustível renovável e isento em relação aos impactos ambientais – o hidrogênio verde. 

Neste contexto, atualmente a eletrólise se apresenta como o principal meio de produção de hidrogênio, mas requerendo grande quantidade de energia elétrica, que pode ser oriunda de fontes renováveis. Para ilustrar como é o processo para geração de hidrogênio verde através da eletrólise, os autores realizaram um esquema simplificado que pode ser visualizado na Figura 1 ao lado.

Na Figura 1 é possível perceber o sol como principal fonte motriz, o que garante energia limpa e infinita, pois ele gera as correntes de ar, os ventos, o ciclo das águas, para as chuvas, e a energia fotovoltaica direta em painéis solares. Assim, estas três principais formas de energia renovável (energia solar, eólica e hidrelétrica) produzem a eletricidade de forma limpa, que alimentam o processo de eletrólise, chegando-se ao hidrogênio na sua forma verde, que agora pode ser armazenado para uso futuro, ou transportado. É importante observar neste processo os custos de diferentes formas de produção de hidrogênio via eletrólise, bem como a sua eficiência de conversão, onde constata-se que Brasil, no cenário geopolítico mundial, passa a ser um importante ator, com a possibilidade de ser um grande produtor deste insumo energético.

 

 

 

 

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