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505810 Raquel Alves 2025-03-06 10:21:19
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title: Hidrogénio
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author:
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- Diogo Ralha - 2021220818
6
- Raquel Bento - 2021222330
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date: 2024-02-28
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tags: #utilidades
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-->
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# Hidrogénio
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14
- **Autor**:
15
- Diogo Ralha - 2021220818
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- Raquel Bento - 2021222330
17
- **Data**: 2024-02-28
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366348 Raquel Alves 2025-03-07 09:30:41
20
## Introdução
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21
22
A descoberta do hidrogénio remonta ao século XVI, embora só no século
23
XVIII tenha sido identificado como um elemento distinto. Ao longo dos
24
séculos, vários alquimistas e cientistas observaram a formação de um gás
25
inflamável durante reações químicas, mas sem compreenderem a sua
26
verdadeira natureza.
27
28
No século XVI, o alquimista e médico suíço Paracelso notou que, ao
29
dissolver metais em ácidos, se libertava um gás. No entanto, sem o
30
conhecimento necessário para interpretar esse fenómeno, não percebeu que
31
se tratava de uma substância única. Mais tarde, no século XVII, o
32
químico britânico Robert Boyle também documentou a libertação de um gás
33
durante reações entre ácidos e metais, mas, tal como Paracelso, não o
34
identificou como um elemento distinto.
35
36
Foi apenas em 1766 que o cientista britânico Henry Cavendish realizou
37
experiências sistemáticas que permitiram uma melhor compreensão deste
38
gás. Ao reagir diferentes metais com ácidos, recolheu o gás libertado e
39
verificou que era significativamente mais leve do que o ar. Além disso,
40
ao queimá-lo, observou que produzia água. Com base nestas
41
características, designou-o como "ar inflamável", sendo o primeiro a
42
reconhecer que se tratava de uma substância pura e não de um composto.
43
No entanto, Cavendish não conseguiu determinar completamente a sua
44
composição química.
45
46
A identificação definitiva do hidrogénio como elemento foi feita pelo
47
químico francês Antoine Lavoisier, em 1783. Foi ele quem lhe deu o nome
48
"hidrogénio", derivado dos termos gregos "hydro" (água) e "genes"
49
(gerador), uma vez que demonstrou que a combustão do hidrogénio
50
resultava na formação de água. <sup>\[1\]\ \[2\]\ \[3\]</sup>
51
52
A descoberta do hidrogénio representou um marco na química, contribuindo
53
para o avanço da estequiometria, da teoria dos gases e da compreensão
54
das reações químicas. Para além do seu impacto na ciência fundamental, o
55
hidrogénio revelou-se essencial para diversas aplicações industriais e
56
energéticas ao longo dos séculos. <sup>\[4\]</sup>
57
58
Atualmente, com o aumento da preocupação ambiental e a necessidade de
59
transição energética, o hidrogénio tem ganho destaque como uma
60
alternativa promissora aos combustíveis fósseis. Quando obtido a partir
61
de fontes renováveis, o hidrogénio apresenta um elevado potencial para
62
reduzir as emissões de carbono. A sua viabilidade deve-se, em grande
63
parte, ao seu elevado rendimento energético, fornecendo cerca de 122
64
kJ/g, o que equivale a aproximadamente 2,75 vezes mais energia do que
65
qualquer combustível fóssil convencional. <sup>\[5\]</sup>
66
67
Com o avanço das tecnologias de produção, armazenamento e utilização, o
68
hidrogénio poderá desempenhar um papel crucial no futuro energético,
69
promovendo um sistema mais sustentável e eficiente.
70
71
<img src="./IIP_Trabalho1/media/image1.png"
72
style="width:5.65625in;height:3.22055in"
73
alt="Uma imagem com texto, diagrama, captura de ecrã, Tipo de letra Os conteúdos gerados por IA poderão estar incorretos." />
74
75
**Figura 1**-Principais aplicações e formas de produção do hidrogénio
76
<sup>\[6\]</sup>
77
78
**
79
**
80
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81
## O que é o hidrogénio?
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82
83
O hidrogénio (H), primeiro elemento da tabela periódica, é o mais
84
simples e abundante no universo. Na sua forma mais comum, é composto por
85
apenas um protão e um eletrão. No entanto, não ocorre naturalmente na
86
sua forma molecular (H₂) em grandes quantidades, estando presente em
87
compostos como a água e hidrocarbonetos. <sup>\[7\]\ \[8\]\ \[9\]</sup>
88
89
Entre as suas principais características, destacam-se:
90
91
- Leveza e baixa densidade: Gás mais leve do que a ar (cerca de 14
92
vezes), dissipando-se rapidamente na atmosfera.
93
94
- Estado físico e reatividade: Em condições normais, é um gás incolor,
95
inodoro e insípido, altamente reativo e combustível. A sua molécula
96
(H₂) é constituída por dois átomos de hidrogénio ligados por uma
97
ligação covalente forte, conferindo-lhe uma certa estabilidade.
98
99
- Elevada energia específica: Possui um dos mais altos valores de
100
energia específica, sendo promissor para a transição energética.
101
102
- Solubilidade e armazenamento: Baixa solubilidade em água e
103
diferentes métodos de armazenamento, como compressão e liquefação.
104
105
Como é possível se visualizar na tabela 1, do ponto de vista
106
termodinâmico, a forma atómica do hidrogénio apresenta entalpia e
107
energia livre de Gibbs muito elevadas, enquanto a forma molecular (H₂) é
108
mais estável e viável para armazenamento energético. Através da tabela
109
2, verifica-se que as propriedades físicas incluem baixa temperatura de
110
fusão e ebulição, elevada condutividade térmica e viscosidade reduzida,
111
tornando-o adequado para aplicações energéticas.
112
113
**Tabela 1**- Propriedades termodinâmicas do hidrogénio <sup>\[6\]</sup>
114
115
<table>
116
<colgroup>
117
<col style="width: 19%" />
118
<col style="width: 20%" />
119
<col style="width: 20%" />
120
<col style="width: 20%" />
121
<col style="width: 20%" />
122
</colgroup>
123
<thead>
124
<tr class="header">
125
<th><strong>Estado</strong></th>
126
<th><p><strong>ΔH</strong></p>
127
<p><strong>(kJ/mol)</strong></p></th>
128
<th><p><strong>ΔG</strong></p>
129
<p><strong>(kJ/mol)</strong></p></th>
130
<th><p><strong>S</strong></p>
131
<p><strong>(J/Kmol)</strong></p></th>
132
<th><p><strong>Cp</strong></p>
133
<p><strong>(J/Kmol)</strong></p></th>
134
</tr>
135
</thead>
136
<tbody>
137
<tr class="odd">
138
<td>H gasoso</td>
139
<td>218,0</td>
140
<td>203,3</td>
141
<td>114,7</td>
142
<td>20,8</td>
143
</tr>
144
<tr class="even">
145
<td>H2</td>
146
<td>0</td>
147
<td>0</td>
148
<td>130,7</td>
149
<td>28,8</td>
150
</tr>
151
</tbody>
152
</table>
153
154
**Tabela 2**- Propriedades físicas do hidrogénio <sup>\[6\]</sup>
155
156
<table>
157
<colgroup>
158
<col style="width: 50%" />
159
<col style="width: 50%" />
160
</colgroup>
161
<thead>
162
<tr class="header">
163
<th><strong>Parâmetro</strong></th>
164
<th><strong>Valor</strong></th>
165
</tr>
166
</thead>
167
<tbody>
168
<tr class="odd">
169
<td>Massa molar</td>
170
<td>2, 016 g/mol</td>
171
</tr>
172
<tr class="even">
173
<td>Ponto de fusão</td>
174
<td>13,8 K</td>
175
</tr>
176
<tr class="odd">
177
<td>Ponto de ebulição</td>
178
<td>20,3 K</td>
179
</tr>
180
<tr class="even">
181
<td>Densidade do líquido a 24,2 K</td>
182
<td>0,071 g/cm3</td>
183
</tr>
184
<tr class="odd">
185
<td>Densidade do sólido a 24,2K</td>
186
<td>0,076 g/cm3</td>
187
</tr>
188
<tr class="even">
189
<td>Condutividade térmica a 25 ºC</td>
190
<td>0,1805 W/mK</td>
191
</tr>
192
<tr class="odd">
193
<td>Capacidade calorifica a 25 ºC</td>
194
<td>28,83 J/molK</td>
195
</tr>
196
<tr class="even">
197
<td>Calor de combustão a 25 ºC e 1 atm</td>
198
<td>-285,829 kJ/mol</td>
199
</tr>
200
<tr class="odd">
201
<td>Temperatura de autoignição</td>
202
<td>858 K</td>
203
</tr>
204
<tr class="even">
205
<td>Inflamabilidade no ar</td>
206
<td>4-74%</td>
207
</tr>
208
</tbody>
209
</table>
210
211
Como é possível observar-se na figura 1, o hidrogénio pode existir em
212
vários estados dependendo da pressão e da temperatura. Pode ser
213
armazenado como gás comprimido, líquido ou em compostos químicos. Os
214
tanques de alta pressão atingem 70 MPa, enquanto os criogénicos operam a
215
temperaturas muito baixas. Como combustível, tem uma relação
216
energia/massa três vezes superior à gasolina, com elevada temperatura de
217
ignição e chama mais quente.
218
219
<img src="./IIP_Trabalho1/media/image2.png"
220
style="width:4.63199in;height:3.1815in"
221
alt="Uma imagem com texto, diagrama, file, Gráfico Os conteúdos gerados por IA poderão estar incorretos." />
222
223
**Figura 2**-Diagrama de fases do hidrogénio <sup>\[6\]</sup>
224
225
A sua utilização exige estratégias rigorosas de segurança devido aos
226
amplos limites de inflamabilidade e ao risco de ignição súbita. No
227
entanto, a rápida dispersão no ar reduz a probabilidade de explosões em
228
espaços abertos, tornando-o uma alternativa energética viável para um
229
futuro sustentável.
230
231
**
232
**
233
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234
## Os tipos de hidrogénio
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235
236
O hidrogénio tem vindo a afirmar-se como uma alternativa viável, com
237
capacidade para transformar vários setores industriais. A sua grande
238
vantagem reside na versatilidade e no facto de, quando utilizado como
239
fonte de energia, emitir exclusivamente vapor de água, tornando-se,
240
assim, um elemento essencial na transição para um modelo económico mais
241
sustentável. Contudo, a natureza do hidrogénio pode diferir
242
substancialmente, dependendo da origem da energia empregue na sua
243
produção e do respetivo impacto ambiental.
244
245
Atualmente, como é possível visualizar na tabela 3, são identificados
246
dez tipos principais de hidrogénio: verde, azul, castanho, cinzento,
247
rosa, roxo, turquesa, branco, vermelho e amarelo.
248
<sup>\[10\]\ \[11\]\ \[12\]\ \[13\]</sup>
249
250
**Tabela 3**-Tipos de hidrogénio e os seus processos de obtenção
251
<sup>\[6\]\ \[10\]\ \[11\]\ \[12\]\ \[13\]\ \[14\]</sup>
252
253
<table>
254
<colgroup>
255
<col style="width: 18%" />
256
<col style="width: 36%" />
257
<col style="width: 44%" />
258
</colgroup>
259
<thead>
260
<tr class="header">
261
<th><strong>Tipo de Hidrogénio</strong></th>
262
<th><strong>Processo de obtenção</strong></th>
263
<th><strong>Demonstração do processo de obtenção</strong></th>
264
</tr>
265
</thead>
266
<tbody>
267
<tr class="odd">
268
<td>Hidrogénio Verde</td>
269
<td>É amplamente reconhecido como a opção mais ecológica, uma vez que é
270
gerado por eletrólise da água, utilizando energia proveniente de fontes
271
renováveis, como a solar e a eólica. Este processo não gera emissões de
272
carbono e faz uso de um recurso natural abundante. No entanto, enfrenta
273
desafios como o alto custo de produção e a necessidade de infraestrutura
274
específica.</td>
275
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image3.png"
276
style="width:3.15995in;height:0.94903in" /></td>
277
</tr>
278
<tr class="even">
279
<td>Hidrogénio Azul</td>
280
<td>A sua produção assenta na reforma do metano, um composto de origem
281
fóssil, mas diferencia-se pela utilização de tecnologias de captura e
282
armazenamento de carbono (CCS), que permitem uma redução significativa
283
das emissões poluentes. Embora não seja tão ecológico como o hidrogénio
284
verde e a captura de carbono ainda não seja totalmente eficiente
285
(podendo ocorrer fugas de CO<sub>2</sub>), este desempenha um papel
286
importante no processo de descarbonização do setor energético.</td>
287
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image4.png"
288
style="width:3.13225in;height:0.81219in" /></td>
289
</tr>
290
<tr class="odd">
291
<td>Hidrogénio Castanho</td>
292
<td>Resulta da transformação de combustíveis fósseis (gaseificação),
293
como o carvão, sem qualquer mecanismo de retenção de carbono. O seu nome
294
deriva precisamente da elevada carga poluente (CO<sub>2</sub> e gases
295
nocivos) associada ao seu processo de produção.</td>
296
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image5.png"
297
style="width:1.62319in;height:1.62071in" /></td>
298
</tr>
299
<tr class="even">
300
<td>Hidrogénio Cinzento</td>
301
<td>É gerado através do método de reforma de metano a vapor (SMR), um
302
dos mais comuns na indústria do hidrogénio e, também, mais económico.
303
Embora a sua pegada ambiental seja inferior à do hidrogénio castanho,
304
continua a gerar emissões significativas de carbono.</td>
305
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image6.png"
306
style="width:2.9109in;height:0.91667in" /></td>
307
</tr>
308
<tr class="odd">
309
<td>Hidrogénio Rosa</td>
310
<td>Tem origem na eletrólise alimentada por energia nuclear. Além disso,
311
o calor residual das centrais nucleares pode ser aproveitado para
312
otimizar a eficiência do processo. Como não envolve a emissão de gases
313
com efeito de estufa, é considerado uma alternativa sustentável.</td>
314
<td rowspan="3"><img src="./IIP_Trabalho1/media/image7.png"
315
style="width:3.01689in;height:0.87626in" /></td>
316
</tr>
317
<tr class="even">
318
<td>Hidrogénio Roxo</td>
319
<td>É gerado através de eletrólise quimiotérmica, que combina
320
eletricidade e calor proveniente da energia nuclear. Este processo
321
aumenta a eficiência de eletrólise, reduzindo o consumo elétrico
322
necessário para a separação das moléculas de água. No entanto, a
323
utilização de calor a temperaturas elevadas exige tecnologias avançadas,
324
além de levantar desafios na gestão dos resíduos nucleares.</td>
325
</tr>
326
<tr class="odd">
327
<td>Hidrogénio Vermelho</td>
328
<td>É produzido por meio de eletrólise de alta temperatura, utilizando o
329
calor de reatores nucleares de alta temperatura (HTGRs). Este método é
330
considerado o mais eficiente em comparação com o hidrogénio rosa e o
331
hidrogénio roxo, uma vez que reduz significativamente o consumo de
332
eletricidade, tornando o processo mais económico a longo prazo. No
333
entanto, a necessidade de reatores especializados e tecnologia avançada
334
resulta em custos elevados e desafios tecnológicos na sua
335
implementação.</td>
336
</tr>
337
<tr class="even">
338
<td>Hidrogénio Turquesa</td>
339
<td>É produzido por pirólise do gás natural e tem como subproduto o
340
negro de fumo, uma forma sólida do carbono. Deste modo, não há emissão
341
direta de <a href="https://www.ecycle.com.br/co2/">dióxido de
342
carbono</a> na <a href="https://www.ecycle.com.br/co2/">atmosfera</a>.
343
Porém, ainda é uma tecnologia emergente que requer um elevado consumo
344
energético.</td>
345
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image8.png"
346
style="width:2.64124in;height:0.7979in" /></td>
347
</tr>
348
<tr class="odd">
349
<td>Hidrogénio Branco</td>
350
<td>É uma forma natural de hidrogénio encontrado de forma espontânea em
351
depósitos subterrâneos, podendo ser explorados através da perfuração de
352
poços. A sua formação resulta de processos naturais, como a
353
desgaseificação da crosta e do manto terrestre, reações químicas entre
354
rochas e a interação com água e minerais, tornando-o numa potencial
355
fonte sustentável de hidrogénio. No entanto, a sua disponibilidade é
356
muito limitada.</td>
357
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image9.png"
358
style="width:3.17143in;height:1.76808in" /></td>
359
</tr>
360
<tr class="even">
361
<td>Hidrogénio Amarelo</td>
362
<td>É obtido através da fotoeletrólise com energia solar. É um processo
363
limpo, pois depende de uma fonte renovável de energia e não ocorrem
364
emissões de CO<sub>2</sub>. Ainda assim, é um processo cujo preço é
365
bastante elevado.</td>
366
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image10.png"
367
style="width:3.16585in;height:0.97537in" /></td>
368
</tr>
369
</tbody>
370
</table>
371
366348 Raquel Alves 2025-03-07 09:30:41
372
## Processos de obtenção de hidrogénio
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373
374
Os processos de produção de hidrogénio podem ser divididos entre duas
375
grandes categorias: fontes fósseis (métodos baseados em combustíveis
376
fósseis amplamente utilizados, mas com emissões significativas de
377
dióxidos de carbono) e fontes renováveis (métodos renováveis
378
sustentáveis, mas com desafios técnicos e económicos).
379
380
> <img src="./IIP_Trabalho1/media/image11.png"
381
> style="width:5.35833in;height:2.33705in"
382
> alt="Uma imagem com texto, diagrama, Esquema, Tipo de letra Os conteúdos gerados por IA poderão estar incorretos." />
383
384
**Figura 3**- Processos de produção de hidrogénio <sup>\[6\]</sup>
385
386
No caso das fontes fósseis, existem duas formas de obtenção de
387
hidrogénio: a Reforma de Hidrocarbonetos que consiste na extração de
388
hidrogénio de combustíveis fósseis, como o gás natural e que se divide
389
em Reforma a Vapor de Metano (SMR), Oxidação Parcial (POX), Reforma
390
Autotérmica (ATR); e a Pirólise de Hidrocarbonetos. <sup>\[6\]</sup>
391
392
**Tabela 4**-Processos de obtenção de hidrogénio a partir de fontes
393
fósseis <sup>\[6\]\ \[15\]</sup>
394
395
<table>
396
<colgroup>
397
<col style="width: 12%" />
398
<col style="width: 30%" />
399
<col style="width: 57%" />
400
</colgroup>
401
<thead>
402
<tr class="header">
403
<th><strong>Processo</strong></th>
404
<th><strong>Descrição do Processo</strong></th>
405
<th><strong>Diagrama do Processo</strong></th>
406
</tr>
407
</thead>
408
<tbody>
409
<tr class="odd">
410
<td>Reforma a Vapor (SMR)</td>
411
<td><p>O metano reage com vapor de água a altas temperaturas para
412
produzir gás de síntese (mistura composta por hidrogénio e monóxido de
413
carbono).</p>
414
<p><u>Reações:</u></p>
415
<p>Reforma do metano:</p>
416
<p>CH<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>O<span class="math inline">↔︎</span>CO +
417
3H<sub>2</sub></p>
418
<p>Water-Gas Shift reaction (WGS):</p>
419
<p>CO + H<sub>2</sub>O<span class="math inline">↔︎</span>CO<sub>2</sub> +
420
H<sub>2</sub></p>
421
<p>É um processo eficiente e amplamente utilizado na indústria. No
422
entanto, gera emissões de dióxido de carbono e requer altas
423
temperaturas.</p></td>
424
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image12.png"
425
style="width:4.03075in;height:1.40015in"
426
alt="Uma imagem com texto, captura de ecrã, Tipo de letra, file Os conteúdos gerados por IA poderão estar incorretos." /></td>
427
</tr>
428
<tr class="even">
429
<td>Oxidação Parcial (POX)</td>
430
<td><p>O hidrocarboneto é parcialmente oxidado para produzir gás de
431
síntese.</p>
432
<p><u>Reações:</u></p>
433
<p>CH<sub>4</sub> + 1/2O<sub>2</sub> <span class="math inline">↔︎</span>
434
CO + 2 H<sub>2</sub></p>
435
<p>CH<sub>4</sub> + 2O<sub>2</sub><span class="math inline">↔︎</span>
436
CO<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub>O</p>
437
<p>Este processo é rápido e adequado para hidrocarbonetos pesados. Ainda
438
assim produz menos hidrogénio que a reforma a vapor e gera dióxido de
439
carbono.</p></td>
440
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image13.png"
441
style="width:4.18588in;height:1.1966in"
442
alt="Uma imagem com texto, captura de ecrã, Tipo de letra, branco Os conteúdos gerados por IA poderão estar incorretos." /></td>
443
</tr>
444
<tr class="odd">
445
<td>Reforma Autotérmica (ATR)</td>
446
<td><p>É a combinação da Reforma a Vapor e Oxidação Parcial, sendo
447
utilizado calor gerado internamente ao processo.</p>
448
<p><u>Reação:</u></p>
449
<p>4CH<sub>4</sub> + O<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O<span
450
class="math inline">↔︎</span> 4CO + 10H<sub>2</sub></p>
451
<p>Apresenta maior eficiência energética do que a reforma a vapor
452
isolada, mas é um processo mais complexo e necessita de controlo preciso
453
das reações envolventes.</p></td>
454
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image14.png"
455
style="width:4.15457in;height:1.27168in"
456
alt="Uma imagem com texto, captura de ecrã, Tipo de letra, file Os conteúdos gerados por IA poderão estar incorretos." /></td>
457
</tr>
458
<tr class="even">
459
<td>Pirólise</td>
460
<td><p>Corresponde à decomposição térmica dos hidrocarbonetos em
461
hidrogénio e carbono sólido, sem emissões diretas de dióxido de
462
carbono.</p>
463
<p><u>Reação:</u></p>
464
<p>CH<sub>4</sub> <span class="math inline">→</span> C +
465
2H<sub>2</sub></p>
466
<p>Este processo promove a redução de emissões de gases de efeito de
467
estufa (GEE), mas necessita de tecnologias que se encontram em
468
desenvolvimento e ainda de altas temperaturas de operação.</p></td>
469
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image15.png"
470
style="width:3.7562in;height:1.69198in"
471
alt="Uma imagem com texto, captura de ecrã, Tipo de letra, file Os conteúdos gerados por IA poderão estar incorretos." /></td>
472
</tr>
473
</tbody>
474
</table>
475
476
Através de fontes renováveis, é possível optar-se por processos com
477
biomassa (métodos que utilizam matéria orgânica como fonte de
478
hidrogénio) ou pela separação da água (*Water Splitting*), ou seja,
479
métodos que envolvem a quebra de moléculas de água para extrair
480
hidrogénio.
481
482
Os Processos com Biomassa podem dividir-se em métodos biológicos, isto
483
é, processos naturais com baixo impacto ambiental, mas apresentam uma
484
baixa eficiência e tecnologias em desenvolvimento, e em métodos
485
termoquímicos, ou seja, processos que promovem a redução de resíduos
486
orgânicos e as baixas ou neutras emissões de carbono. No entanto, a sua
487
eficiência é variável consoante o processo e requer grandes quantidades
488
de biomassa.
489
490
Os Processos de Separação de Água podem dividir-se entre a eletrólise, a
491
termólise e a fotólise.
492
493
**Tabela 5**-Processos de obtenção de hidrogénio a partir de fontes
494
renováveis <sup>\[6\]\ \[15\]</sup>
495
496
<table>
497
<colgroup>
498
<col style="width: 33%" />
499
<col style="width: 33%" />
500
<col style="width: 33%" />
501
</colgroup>
502
<thead>
503
<tr class="header">
504
<th colspan="2"><strong>Processos com Biomassa</strong></th>
505
<th rowspan="2"><strong>Processos por separação de água (<em>Water
506
Splitting</em>)</strong></th>
507
</tr>
508
<tr class="odd">
509
<th><strong>Métodos Biológicos</strong></th>
510
<th><strong>Métodos Termoquímicos</strong></th>
511
</tr>
512
</thead>
513
<tbody>
514
<tr class="odd">
515
<td><p><u>Biofotólise</u>: Certas algas e bactérias utilizam a luz para
516
quebrar moléculas de água e formar a molécula de hidrogénio.</p>
517
<p><u><em>Dark-Fermentation</em>:</u> Os microrganismos fermentam
518
substratos orgânicos e produzem hidrogénio.</p>
519
<p><u>Foto-Fermentação:</u> As bactérias fotossintéticas convertem
520
biomassa em hidrogénio.</p></td>
521
<td><p><u>Pirólise:</u> Consiste na decomposição térmica da biomassa
522
para gerar hidrogénio.</p>
523
<p><u>Gaseificação:</u> Conversão da biomassa em gás de síntese a altas
524
temperaturas.</p>
525
<p><u>Combustão:</u> A biomassa é queimada para gerar energia com
526
formação de gases.</p>
527
<p><u>Liquefação:</u> Ocorre a transformação da biomassa em óleo
528
líquido, que pode ser processado para obtenção de hidrogénio.</p></td>
529
<td><p><u>Eletrólise:</u> Utiliza a eletricidade para decompor moléculas
530
de água em hidrogénio e oxigénio. É um processo com zero/baixas emissões
531
de dióxido de carbono, dependendo do tipo de energia utilizada. No
532
entanto é de alto consumo energético e custo elevado.</p>
533
<p><u>Termólise:</u> Ocorre a decomposição térmica as moléculas de água
534
em hidrogénio e oxigénio a temperaturas superiores a 2500ºC.</p>
535
<p>É um processo direto sem necessidade de reagentes, mas</p>
536
<p>requer temperaturas extremamente elevadas e materiais resistentes ao
537
calor.</p>
538
<p><u>Fotólise:</u> Utiliza a energia solar para decompor as moléculas
539
de água hidrogénio e oxigénio. Deste modo, é considerado um processo
540
sustentável e limpo. Contudo as tecnologias ainda se encontram em
541
estágio inicial e eficiência baixa.</p></td>
542
</tr>
543
</tbody>
544
</table>
545
366348 Raquel Alves 2025-03-07 09:30:41
546
## Aplicações do Hidrogénio
505810 Raquel Alves 2025-03-06 10:21:19
Added attachment(s): Hidrogenio.md.
547
548
O hidrogénio é um elemento versátil com diversas aplicações na
549
indústria, energia e transporte. Com o crescente interesse na
550
descarbonização, o hidrogénio tem sido explorado como uma alternativa
551
sustentável para reduzir emissões de dióxido de carbono e melhorar a
552
eficiência energética em vários setores.
553
554
O armazenamento do hidrogénio é um desafio fundamental para a sua
555
aplicação em diversos setores. Cada tipo de aplicação de hidrogénio
556
requer um método de armazenamento diferente, tendo como base certos
557
fatores como a segurança, a viabilidade económica e facilidade de
558
transporte.
559
560
**Tabela 6**-Métodos de Armazenamento de hidrogénio
561
<sup>\[6\]\ \[15\]</sup>
562
563
<table>
564
<colgroup>
565
<col style="width: 16%" />
566
<col style="width: 51%" />
567
<col style="width: 32%" />
568
</colgroup>
569
<thead>
570
<tr class="header">
571
<th rowspan="2"><strong>Estado Gasoso</strong></th>
572
<th><p><u>Armazenamento em Alta Pressão (<em>Compressed Hydrogen
573
Storage</em>)</u>:</p>
574
<p>O hidrogénio é comprimido a pressões elevadas (350-700 bar) e
575
armazenado em cilindros metálicos ou tanques de compósitos.</p></th>
576
<th><u>Motivo:</u> Uso em transporte e abastecimento rápido (usado em
577
veículos - FCEVs).</th>
578
</tr>
579
<tr class="odd">
580
<th><p><u>Armazenamento em Cavidades Geológicas:</u></p>
581
<p>O hidrogénio é armazenado em reservatórios subterrâneos (por exemplo,
582
formações geológicas).</p></th>
583
<th><u>Motivo:</u> Armazenamento em larga escala, ideal para gestão de
584
energia renovável (reservatórios estratégicos para redes elétricas
585
baseadas em hidrogénio).</th>
586
</tr>
587
</thead>
588
<tbody>
589
<tr class="odd">
590
<td><strong>Estado Líquido</strong></td>
591
<td><p><em><u>Cryogenic Hydrogen Storage:</u></em></p>
592
<p>O hidrogénio arrefecido a -253ºC e mantido em tanques
593
criogénicos.</p></td>
594
<td><u>Motivo:</u> Essencial para aplicações espaciais e transportes de
595
longo alcance (indústria aeroespacial - combustível para
596
foguetões).</td>
597
</tr>
598
<tr class="even">
599
<td rowspan="3"><strong>Armazenamento em Materiais Sólidos</strong></td>
600
<td><p><u>Hidretos Metálicos <em>(Metal Hydrites)</em>:</u></p>
601
<p>O hidrogénio reage com metais (por exemplo, magnésio) e forma
602
hidretos reversíveis.</p></td>
603
<td><u>Motivo:</u> Aplicações em sistemas estacionários e militares,
604
devido à sua segurança.</td>
605
</tr>
606
<tr class="odd">
607
<td><p><u>Materiais Adsorventes (MOFs e Carvão ativado):</u></p>
608
<p>O hidrogénio é armazenado em materiais porosos, o que promove o
609
aumento da massa volumétrica.</p></td>
610
<td><u>Motivo:</u> Potencial para armazenamento eficiente a baixas
611
pressões para a pesquisa e desenvolvimento de baterias de
612
hidrogénio.</td>
613
</tr>
614
<tr class="even">
615
<td><p><u><em>Liquid Organic Hydrogen Carries</em> – LOHC:</u></p>
616
<p>O hidrogénio é armazenado em moléculas líquidas orgânicas (por
617
exemplo, tolueno e dibenziltolueno - DBT) que podem ser hidrogenadas e
618
desidrogenadas reversivelmente.</p></td>
619
<td><u>Motivo:</u> Promove a segurança e facilidade de transporte de
620
hidrogénio.</td>
621
</tr>
622
</tbody>
623
</table>
624
625
**Referências bibliográficas:**
626
627
\[1\]-<https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Inorganic_Chemistry/Chemistry_of_the_Main_Group_Elements_(Barron)/02%3A_Hydrogen/2.01%3A_Discovery_of_Hydrogen>
628
(acedido em fevereiro de 2025)
629
630
\[2\]- <https://www.metallurgyfordummies.com/history-of-hydrogen.html>
631
(acedido em fevereiro de 2025)
632
633
\[3\]-
634
<https://www.mwcog.org/file.aspx?&A=zkpv0NhzZDWLPqP7LLLYTPZMIgxuq1QGhT8%2BMkINPbo%3D>
635
(acedido em fevereiro de 2025)
636
637
\[4\]- Tian Q., Yao S., Shao M., Zhang W., Wang H.,
638
Origin, discovery, exploration and development status and prospect of global natural
639
hydrogen under the background of “carbon neutrality”, China Geology,
640
2022 (acedido em fevereiro de 2025)
641
642
\[5\]- Balat, M. (2008). Potential importance of hydrogen as a future
643
solution. International Journal of Hydrogen Energy, 4013-4029 (acedido
644
em fevereiro de 2025)
645
646
\[6\]- Merouani - Hydrogen Production, Storage and Utilization, de
647
Gruyter, 2025 (acedido em fevereiro de 2025)
648
649
\[7\]-.<https://energyeducation.ca/encyclopedia/Molecular_hydrogen>
650
(acedido em fevereiro de 2025)
651
652
\[8\]-<https://periodic-table.rsc.org/element/1/hydrogen> (acedido em
653
fevereiro de 2025)
654
655
\[9\]-<https://www.britannica.com/science/hydrogen> (acedido em
656
fevereiro de 2025)
657
658
\[10\]-<https://energyeducation.ca/encyclopedia/Types_of_hydrogen_fuel>
659
(acedido em fevereiro de 2025)
660
661
\[11\]-<https://stargatehydrogen.com/blog/types-of-hydrogen/> (acedido
662
em fevereiro de 2025)
663
664
\[12\]-<https://www.brunel.net/en/blog/renewable-energy/3-main-types-of-hydrogen>
665
(acedido em fevereiro de 2025)
666
667
\[13\]-<https://hydrogeneurope.eu/in-a-nutshell/> (acedido em fevereiro
668
de 2025)
669
670
\[14\]-<https://www.upscprep.com/types-of-hydrogen-green-purple-pink-yellow-bluw-turquoise-grey-brown-black-upsc-current-affairs/>
671
(acedido em fevereiro de 2025)
672
673
\[15\]- Farinha J. Reformação de metano com vapor de água em reformador
674
de escala laboratorial, Instituto Superior Técnico, 2008
675
<https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadFile/395137864141/Mestrado_Jos%E9_Farinha.pdf>
676
(acedido em fevereiro de 2025)