Usos Potenciais do Hidrogénio

Os sectores de transporte, industrial e residencial nos Estados Unidos têm utilizado o hidrogénio há muitos anos. No início do século XIX muitas pessoas utilizaram um combustível denominado "gás da cidade", que era uma mistura de hidrogênio e monóxido de carbono. Muitos países, incluindo o Brasil e a Alemanha, continuam distribuindo este combustível. Aeronaves (dirigíveis e balões) usam hidrogênio para transporte. Actualmente, algumas indústrias utilizam hidrogénio para refinar petróleo, e para produzir amônia e metanol. As naves espaciais utilizam hidrogénio como combustível para os foguetes.
Com pesquisas futuras, o hidrogénio poderá fornecer eletricidade e combustível para os sectores residencial, comercial, industrial e de transporte, criando uma nova economia energética.
Quando armazenado adequadamente, o hidrogénio combustível pode ser queimado tanto no estado gasoso quanto no líquido. Os motores de veículos e os fornos industriais podem facilmente ser convertidos para utilizar hidrogênio como combustível.
Desde a década de 1950, o hidrogénio abastece alguns aviões. Fabricantes de automóveis desenvolveram carros movidos a hidrogénio. A queima de hidrogénio é 50% mais eficiente que a da gasolina e gera menos poluição ambiental. O hidrogénio apresenta uma maior velocidade de combustão, limites mais altos de inflamabilidade, temperaturas de detonação mais altas, queima mais quente e necessita de menor energia de ignição que a gasolina. Isto quer dizer que o hidrogénio queima mais rapidamente, mas traz consigo os perigos de pré-ignição e flashback.
Apesar de o hidrogénio apresentar suas vantagens como combustível para veículos, ainda tem um longo caminho de desenvolvimento a percorrer antes de poder ser utilizado como um substituto para a gasolina.
As células de energia utilizam um tipo de tecnologia que usam o hidrogénio para produzir energia útil. Nestas células, o processo de eletrólise é revertido para combinar o hidrogénio e o oxigénio através de um processo eletroquímico, que produz eletricidade, calor e água. O Programa Espacial dos Estados Unidos tem utilizado as células de energia para fornecer eletricidade às cápsulas espaciais há décadas. Células de energia capazes de fornecer eletricidade para mover os motores de automóveis e autocarros têm sido desenvolvidas. Muitas companhias estão a desenvolver células de energia para usinas estacionárias.
Uma célula de energia funciona como uma bateria que nunca pára de funcionar e não precisa de recarga. Ela irá produzir eletricidade e calor sempre que um combustível (no caso, o hidrogénio) for fornecido. Uma célula de energia consiste de dois eletrodos - um negativo (ânodo) e um positivo (cátodo) - imersos em um eletrólito. O hidrogénio é inserido na célula pelo ânodo, e o oxigénio pelo cátodo. Activados por um catalisador, os átomos de hidrogénio separam-se em protões e eléctrões, que tomam caminhos diferentes no cátodo. Os electrões saem por um circuito externo, gerando eletricidade. Os protões migram através do eletrólito ao cátodo, onde se reunem com o oxigénio e os electrões para gerar água e calor. As células de energia podem ser utilizadas para mover os motores de veículos ou para fornecer eletricidade e calor às edificações.
O hidrogénio pode ser considerado como uma forma de armazenar energia produzida de fontes renováveis como a solar, eólica, hídrica, geotérmica o biológica. Por exemplo, quando o sol estiver a por, sistemas fotovoltaicos podem fornecer a eletricidade necessária para produzir o hidrogénio por eletrólise. O hidrogénio pode então ser armazenado e queimado como um combustível, ou para funcionar como uma célula de energia para gerar eletricidade à noite ou em tempo nebulado.