“Dezenas de empresas, incluindo todos os maiores fabricantes de automóveis, conceberam motores que queimam hidrogênio, que são muito semelhantes aos motores de combustão interna que temos atualmente nos carros”, disse Al Sacco, diretor do Centro da NASA para o Processamento de Materiais Avançados em Microgravidade (Center for Advanced Microgravity Materials Processing – CAMMP) na Universidade de Northeastern, em Boston (EUA). “As células de combustível – outra possível fonte de energia para os carros – também usam hidrogênio. Para fazer estas tecnologias funcionarem no mundo real, os cientistas devem encontrar a maneira de armazenar e transportar hidrogênio de forma segura e a um custo comparável ao da gasolina”.
Não é fácil: o hidrogênio gasoso é volátil. As pequenas moléculas de H2 podem passar através das fissuras e junções – e uma vez livres se dispersam rapidamente. O hidrogênio se difunde a uma velocidade quatro vezes maior do que o metano e dez vezes maior do que os vapores de gasolina. Isto é importante para a segurança porque um vazamento se dilui rapidamente e pode parecer inócuo. Para qualquer um que deseje armazenar o gás isto é uma contínua preocupação.
O hidrogênio líquido é mais compacto e fácil de conter, mas também pode resultar problemático. O hidrogênio se liquefaz a uma temperatura aproximada de 20o K (-253o C). Manter um depósito de combustível de hidrogênio líquido requer o apoio de um potente sistema criogênico, que pode não ser prático para veículos de passageiros. O hidrogênio líquido é suficientemente frio como para congelar o ar. Isto poderia causar o fechamento das válvulas gerando um incremento inaceitável da pressão. O material isolante para prevenir estes problemas se agrega ao peso do sistema de armazenamento.
Como podemos superar estes obstáculos? É fácil: colocando pedras no tanque de combustível.
Mas não pedras comuns. Zeólitas. Sacco explica: “As zeólitas são substâncias porosas e rochosas que atuam como esponjas moleculares. Em sua forma cristalina, as zeólitas estão constituídas por uma rede de túneis e células interconectadas, de forma similar a um favo de mel”. Um tanque de combustível projetado com tais cristais deve ser capaz de produzir e de reter o gás hidrogênio “em um estado quase líquido, sem uma potente criogenia”. Com o apoio do programa de Desenvolvimento de Produtos Espaciais da NASA no Centro Marshall para Vôos Espaciais, Sacco e seus colegas do CAMMP estão trabalhando para tornar realidade os tanques de combustíveis de zeólita.
A palavra zeólita vem do grego “zeo” (ferver) e “litos” (pedra), literalmente significa “as rochas que fervem”. Isto é devido a que as zeólitas liberam seus conteúdos quando são aquecidas.
Sacco descreve como um tanque de combustível de zeólitas de temperatura controlada poderia funcionar: “Agregaríamos alguns íons carregados negativamente à zeólita. Estes íons atuam como tampões, semelhante aos de um frasco de tinta; bloqueariam os poros da zeólita cristalina. Com um breve aquecimento do tanque podemos fazer com que os íons saiam dos poros. Enchemos a zeólita com hidrogênio, e diminuímos a temperatura ao nível normal, e os íons deslizam a seus lugares, selando as saídas”.
Na natureza se encontram cerca de 50 tipos de zeólitas com diferentes composições químicas e estruturas cristalinas, e os químicos aprenderam a sintetizar muitas mais. Qualquer um que tenha um gato já viu alguma: atuam como absorventes do cheiro nas caixas para gatos. “As zeólitas que temos agora podem armazenar uma certa quantidade de hidrogênio”, assinala Sacco. “Mas não o suficiente”.
Quanto é suficiente?
Imagine isto: o tanque de combustível do seu carro está projetado com pedra porosa e cristalizada, e essa pedra “pesa cerca de 4 quilos. Você chega em um posto de hidrogênio introduz 7 litros de hidrogênio nas paredes da zeólita do tanque. Isto, teoricamente, seria o hidrogênio equivalente a um tanque cheio de gasolina, tanto em peso total como em conteúdo de energia”.
“Se pudéssemos obter cristais de zeólita que armazenassem de 6% a 7% de seu próprio peso em hidrogênio”, diz Sacco, “então um tanque de zeólita cheio de hidrogênio poderia ser competitivo frente a um tanque normal cheio de gasolina”. Entretanto, as melhores zeólitas existentes têm capacidade só para 2% a 3%.
Em 1995, Sacco viajou ao espaço como especialista de carga a bordo do ônibus Columbia (STS-73). Seu objetivo: fazer crescer melhores cristais de zeólita. “Em ambientes de gravidade muita baixa os materiais se juntam mais lentamente, permitindo que os cristais de zeólita em formação sejam maiores e mais regulares”. Os cristais de zeólita produzidos na Terra são pequenos, aproximadamente de 2 a 8 microns de diâmetro. “Isso é cerca de 1/10 do diâmetro de um cabelo humano”. Os cultivados no ônibus espacial eram não somente 10 vezes maiores, mas também melhor organizados internamente – um começo prometedor.
“O passo seguinte é a Estação Espacial Internacional (EEI)”, diz Sacco. Ele e outros pesquisadores de CAMMP construíram uma Caldeira de Crescimento de Cristais de Zeólita, que foi instalada na EEI no início de 2002. “Ken Bowersox, o comandante da Expedição 6 da EEI, utilizou a caldeira para cultivar alguns cristais para nós. Ken teve que corrigir alguns problemas inesperados com a mistura de dissolução de crescimento de cristais, mas fora isso a experiência não teve falhas”.
O objetivo, diz, não é a produção em massa de cristais de zeólita no espaço. Isso não é econômico, pelo menos por enquanto “Simplesmente queremos averiguar se é possível cultivar cristais de zeólita que possam alcançar o limite de 7%. Se pudermos fazer isso no espaço, aprenderemos como reproduzir os processos em terra”.
Ao longo de toda sua carreira, Sacco tem sonhado com uma transição em escala mundial dos combustíveis fósseis para o hidrogênio. É um grande sonho, mas poderia acontecer. “As zeólitas podem ser a chave do salto tecnológico para o combustível de hidrogênio”.
Fonte: Nasa
Itaipu e o hidrogênio
A hidrelétrica de Itaipu realizou, com apoio do Parque Tecnológico Itaipu (PTI), o Seminário do Hidrogênio para se analisar as possibilidades de introduzir sistemas para produção e uso de hidrogênio na empresa. A Itaipu Binacional estabeleceu como meta em seu planejamento estratégico de 2004-2008 estabelecer-se como “referência na produção de hidrogênio, aproveitando a energia da água que não movimenta as unidades geradoras da usina”.
Participaram do Seminário do Hidrogênio representantes de diversas empresas e organizações envolvidas com tecnologias de produção de hidrogênio e de aplicações de células a combustível, que também realizaram uma visita técnica a hidrelétrica.
Fonte:Boletim Eletrônico Ano 2, No.009 Dezembro/2003 Centro Nacional de Referência em Energia de Hidrogênio
Ecoboat
Eco Boat é o nome de um barco utilizado para recolhimento de detritos jogados em rios e lagos. O recolhimento dos resíduos é realizado através de uma pá submersa, localizada na parte dianteira da embarcação, retirando o lixo flutuante com até 40 cm de profundidade da superfície da água. A embarcação é patenteada e licenciada pela Marinha e pela FEEMA, e é a única empresa no país com registro no INPI para recolhimento de lixo flutuante.
Parceria internacional
Entre os dias 18 e 21 de novembro aconteceu em Washington, EUA, o encontro para formar a Parceria Internacional para a Economia do Hidrogênio (IPHE). Este encontro contou com a participação de 17 delegações, incluindo a delegação brasileira da qual fez parte o professor Ennio Peres da Silva representando o CENEH e a Ministra de Minas e Energia Dilma Rousseff.
A IPHE reuniu delegações dos EUA, Alemanha, Austrália, Brasil, Canadá, China, Coréia do Sul, França, Índia, Islândia, Itália, Japão, Noruega, Reino Unido, Rússia e União Européia, além de uma delegação de representantes da Agência Internacional de Energia. O seu objetivo principal é “servir como um mecanismo para organizar e implementar atividades internacionais eficazes, eficientes e bem definidas de pesquisa, desenvolvimento, demonstração e utilização comercial de tecnologias relacionadas ao hidrogênio e às células a combustível.” A IPHE também deve acelerar a transição para economia do hidrogênio fortalecendo a segurança energética e a proteção ao meio ambiente dos países participantes.
A comitiva brasileira reuniu-se novamente em Brasília no dia 11 de dezembro para a formação de um grupo de trabalho permanente para a implementação da IPHE.
Fonte: Boletim Eletrônico Ano 2, No.009 Dezembro/2003 Centro Nacional de Referência em Energia de Hidrogênio
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