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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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## Introdução
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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"
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75
**Figura 1**-Principais aplicações e formas de produção do hidrogénio
76
<sup>\[6\]</sup>
77
78
**
79
**
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## O que é o hidrogénio?
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84
85
O hidrogénio (H), primeiro elemento da tabela periódica, é o mais
86
simples e abundante no universo. Na sua forma mais comum, é composto por
87
apenas um protão e um eletrão. No entanto, não ocorre naturalmente na
88
sua forma molecular (H₂) em grandes quantidades, estando presente em
89
compostos como a água e hidrocarbonetos. <sup>\[7\]\ \[8\]\ \[9\]</sup>
90
91
Entre as suas principais características, destacam-se:
92
93
- Leveza e baixa densidade: Gás mais leve do que a ar (cerca de 14
94
vezes), dissipando-se rapidamente na atmosfera.
95
96
- Estado físico e reatividade: Em condições normais, é um gás incolor,
97
inodoro e insípido, altamente reativo e combustível. A sua molécula
98
(H₂) é constituída por dois átomos de hidrogénio ligados por uma
99
ligação covalente forte, conferindo-lhe uma certa estabilidade.
100
101
- Elevada energia específica: Possui um dos mais altos valores de
102
energia específica, sendo promissor para a transição energética.
103
104
- Solubilidade e armazenamento: Baixa solubilidade em água e
105
diferentes métodos de armazenamento, como compressão e liquefação.
106
107
Como é possível se visualizar na tabela 1, do ponto de vista
108
termodinâmico, a forma atómica do hidrogénio apresenta entalpia e
109
energia livre de Gibbs muito elevadas, enquanto a forma molecular (H₂) é
110
mais estável e viável para armazenamento energético. Através da tabela
111
2, verifica-se que as propriedades físicas incluem baixa temperatura de
112
fusão e ebulição, elevada condutividade térmica e viscosidade reduzida,
113
tornando-o adequado para aplicações energéticas.
114
115
**Tabela 1**- Propriedades termodinâmicas do hidrogénio <sup>\[6\]</sup>
116
117
<table>
118
<colgroup>
119
<col style="width: 19%" />
120
<col style="width: 20%" />
121
<col style="width: 20%" />
122
<col style="width: 20%" />
123
<col style="width: 20%" />
124
</colgroup>
125
<thead>
126
<tr class="header">
127
<th><strong>Estado</strong></th>
128
<th><p><strong>ΔH</strong></p>
129
<p><strong>(kJ/mol)</strong></p></th>
130
<th><p><strong>ΔG</strong></p>
131
<p><strong>(kJ/mol)</strong></p></th>
132
<th><p><strong>S</strong></p>
133
<p><strong>(J/Kmol)</strong></p></th>
134
<th><p><strong>Cp</strong></p>
135
<p><strong>(J/Kmol)</strong></p></th>
136
</tr>
137
</thead>
138
<tbody>
139
<tr class="odd">
140
<td>H gasoso</td>
141
<td>218,0</td>
142
<td>203,3</td>
143
<td>114,7</td>
144
<td>20,8</td>
145
</tr>
146
<tr class="even">
147
<td>H2</td>
148
<td>0</td>
149
<td>0</td>
150
<td>130,7</td>
151
<td>28,8</td>
152
</tr>
153
</tbody>
154
</table>
155
156
**Tabela 2**- Propriedades físicas do hidrogénio <sup>\[6\]</sup>
157
158
<table>
159
<colgroup>
160
<col style="width: 50%" />
161
<col style="width: 50%" />
162
</colgroup>
163
<thead>
164
<tr class="header">
165
<th><strong>Parâmetro</strong></th>
166
<th><strong>Valor</strong></th>
167
</tr>
168
</thead>
169
<tbody>
170
<tr class="odd">
171
<td>Massa molar</td>
172
<td>2, 016 g/mol</td>
173
</tr>
174
<tr class="even">
175
<td>Ponto de fusão</td>
176
<td>13,8 K</td>
177
</tr>
178
<tr class="odd">
179
<td>Ponto de ebulição</td>
180
<td>20,3 K</td>
181
</tr>
182
<tr class="even">
183
<td>Densidade do líquido a 24,2 K</td>
184
<td>0,071 g/cm3</td>
185
</tr>
186
<tr class="odd">
187
<td>Densidade do sólido a 24,2K</td>
188
<td>0,076 g/cm3</td>
189
</tr>
190
<tr class="even">
191
<td>Condutividade térmica a 25 ºC</td>
192
<td>0,1805 W/mK</td>
193
</tr>
194
<tr class="odd">
195
<td>Capacidade calorifica a 25 ºC</td>
196
<td>28,83 J/molK</td>
197
</tr>
198
<tr class="even">
199
<td>Calor de combustão a 25 ºC e 1 atm</td>
200
<td>-285,829 kJ/mol</td>
201
</tr>
202
<tr class="odd">
203
<td>Temperatura de autoignição</td>
204
<td>858 K</td>
205
</tr>
206
<tr class="even">
207
<td>Inflamabilidade no ar</td>
208
<td>4-74%</td>
209
</tr>
210
</tbody>
211
</table>
212
213
Como é possível observar-se na figura 1, o hidrogénio pode existir em
214
vários estados dependendo da pressão e da temperatura. Pode ser
215
armazenado como gás comprimido, líquido ou em compostos químicos. Os
216
tanques de alta pressão atingem 70 MPa, enquanto os criogénicos operam a
217
temperaturas muito baixas. Como combustível, tem uma relação
218
energia/massa três vezes superior à gasolina, com elevada temperatura de
219
ignição e chama mais quente.
220
221
<img src="./IIP_Trabalho1/media/image2.png"
222
style="width:4.63199in;height:3.1815in"
223
alt="Uma imagem com texto, diagrama, file, Gráfico Os conteúdos gerados por IA poderão estar incorretos." />
224
225
**Figura 2**-Diagrama de fases do hidrogénio <sup>\[6\]</sup>
226
227
A sua utilização exige estratégias rigorosas de segurança devido aos
228
amplos limites de inflamabilidade e ao risco de ignição súbita. No
229
entanto, a rápida dispersão no ar reduz a probabilidade de explosões em
230
espaços abertos, tornando-o uma alternativa energética viável para um
231
futuro sustentável.
232
233
**
234
**
235
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236
## Os tipos de hidrogénio
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237
238
O hidrogénio tem vindo a afirmar-se como uma alternativa viável, com
239
capacidade para transformar vários setores industriais. A sua grande
240
vantagem reside na versatilidade e no facto de, quando utilizado como
241
fonte de energia, emitir exclusivamente vapor de água, tornando-se,
242
assim, um elemento essencial na transição para um modelo económico mais
243
sustentável. Contudo, a natureza do hidrogénio pode diferir
244
substancialmente, dependendo da origem da energia empregue na sua
245
produção e do respetivo impacto ambiental.
246
247
Atualmente, como é possível visualizar na tabela 3, são identificados
248
dez tipos principais de hidrogénio: verde, azul, castanho, cinzento,
249
rosa, roxo, turquesa, branco, vermelho e amarelo.
250
<sup>\[10\]\ \[11\]\ \[12\]\ \[13\]</sup>
251
252
**Tabela 3**-Tipos de hidrogénio e os seus processos de obtenção
253
<sup>\[6\]\ \[10\]\ \[11\]\ \[12\]\ \[13\]\ \[14\]</sup>
254
255
<table>
256
<colgroup>
257
<col style="width: 18%" />
258
<col style="width: 36%" />
259
<col style="width: 44%" />
260
</colgroup>
261
<thead>
262
<tr class="header">
263
<th><strong>Tipo de Hidrogénio</strong></th>
264
<th><strong>Processo de obtenção</strong></th>
265
<th><strong>Demonstração do processo de obtenção</strong></th>
266
</tr>
267
</thead>
268
<tbody>
269
<tr class="odd">
270
<td>Hidrogénio Verde</td>
271
<td>É amplamente reconhecido como a opção mais ecológica, uma vez que é
272
gerado por eletrólise da água, utilizando energia proveniente de fontes
273
renováveis, como a solar e a eólica. Este processo não gera emissões de
274
carbono e faz uso de um recurso natural abundante. No entanto, enfrenta
275
desafios como o alto custo de produção e a necessidade de infraestrutura
276
específica.</td>
277
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image3.png"
278
style="width:3.15995in;height:0.94903in" /></td>
279
</tr>
280
<tr class="even">
281
<td>Hidrogénio Azul</td>
282
<td>A sua produção assenta na reforma do metano, um composto de origem
283
fóssil, mas diferencia-se pela utilização de tecnologias de captura e
284
armazenamento de carbono (CCS), que permitem uma redução significativa
285
das emissões poluentes. Embora não seja tão ecológico como o hidrogénio
286
verde e a captura de carbono ainda não seja totalmente eficiente
287
(podendo ocorrer fugas de CO<sub>2</sub>), este desempenha um papel
288
importante no processo de descarbonização do setor energético.</td>
289
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image4.png"
290
style="width:3.13225in;height:0.81219in" /></td>
291
</tr>
292
<tr class="odd">
293
<td>Hidrogénio Castanho</td>
294
<td>Resulta da transformação de combustíveis fósseis (gaseificação),
295
como o carvão, sem qualquer mecanismo de retenção de carbono. O seu nome
296
deriva precisamente da elevada carga poluente (CO<sub>2</sub> e gases
297
nocivos) associada ao seu processo de produção.</td>
298
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image5.png"
299
style="width:1.62319in;height:1.62071in" /></td>
300
</tr>
301
<tr class="even">
302
<td>Hidrogénio Cinzento</td>
303
<td>É gerado através do método de reforma de metano a vapor (SMR), um
304
dos mais comuns na indústria do hidrogénio e, também, mais económico.
305
Embora a sua pegada ambiental seja inferior à do hidrogénio castanho,
306
continua a gerar emissões significativas de carbono.</td>
307
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image6.png"
308
style="width:2.9109in;height:0.91667in" /></td>
309
</tr>
310
<tr class="odd">
311
<td>Hidrogénio Rosa</td>
312
<td>Tem origem na eletrólise alimentada por energia nuclear. Além disso,
313
o calor residual das centrais nucleares pode ser aproveitado para
314
otimizar a eficiência do processo. Como não envolve a emissão de gases
315
com efeito de estufa, é considerado uma alternativa sustentável.</td>
316
<td rowspan="3"><img src="./IIP_Trabalho1/media/image7.png"
317
style="width:3.01689in;height:0.87626in" /></td>
318
</tr>
319
<tr class="even">
320
<td>Hidrogénio Roxo</td>
321
<td>É gerado através de eletrólise quimiotérmica, que combina
322
eletricidade e calor proveniente da energia nuclear. Este processo
323
aumenta a eficiência de eletrólise, reduzindo o consumo elétrico
324
necessário para a separação das moléculas de água. No entanto, a
325
utilização de calor a temperaturas elevadas exige tecnologias avançadas,
326
além de levantar desafios na gestão dos resíduos nucleares.</td>
327
</tr>
328
<tr class="odd">
329
<td>Hidrogénio Vermelho</td>
330
<td>É produzido por meio de eletrólise de alta temperatura, utilizando o
331
calor de reatores nucleares de alta temperatura (HTGRs). Este método é
332
considerado o mais eficiente em comparação com o hidrogénio rosa e o
333
hidrogénio roxo, uma vez que reduz significativamente o consumo de
334
eletricidade, tornando o processo mais económico a longo prazo. No
335
entanto, a necessidade de reatores especializados e tecnologia avançada
336
resulta em custos elevados e desafios tecnológicos na sua
337
implementação.</td>
338
</tr>
339
<tr class="even">
340
<td>Hidrogénio Turquesa</td>
341
<td>É produzido por pirólise do gás natural e tem como subproduto o
342
negro de fumo, uma forma sólida do carbono. Deste modo, não há emissão
343
direta de <a href="https://www.ecycle.com.br/co2/">dióxido de
344
carbono</a> na <a href="https://www.ecycle.com.br/co2/">atmosfera</a>.
345
Porém, ainda é uma tecnologia emergente que requer um elevado consumo
346
energético.</td>
347
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image8.png"
348
style="width:2.64124in;height:0.7979in" /></td>
349
</tr>
350
<tr class="odd">
351
<td>Hidrogénio Branco</td>
352
<td>É uma forma natural de hidrogénio encontrado de forma espontânea em
353
depósitos subterrâneos, podendo ser explorados através da perfuração de
354
poços. A sua formação resulta de processos naturais, como a
355
desgaseificação da crosta e do manto terrestre, reações químicas entre
356
rochas e a interação com água e minerais, tornando-o numa potencial
357
fonte sustentável de hidrogénio. No entanto, a sua disponibilidade é
358
muito limitada.</td>
359
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image9.png"
360
style="width:3.17143in;height:1.76808in" /></td>
361
</tr>
362
<tr class="even">
363
<td>Hidrogénio Amarelo</td>
364
<td>É obtido através da fotoeletrólise com energia solar. É um processo
365
limpo, pois depende de uma fonte renovável de energia e não ocorrem
366
emissões de CO<sub>2</sub>. Ainda assim, é um processo cujo preço é
367
bastante elevado.</td>
368
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image10.png"
369
style="width:3.16585in;height:0.97537in" /></td>
370
</tr>
371
</tbody>
372
</table>
373
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374
## Processos de obtenção de hidrogénio
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375
376
Os processos de produção de hidrogénio podem ser divididos entre duas
377
grandes categorias: fontes fósseis (métodos baseados em combustíveis
378
fósseis amplamente utilizados, mas com emissões significativas de
379
dióxidos de carbono) e fontes renováveis (métodos renováveis
380
sustentáveis, mas com desafios técnicos e económicos).
381
382
> <img src="./IIP_Trabalho1/media/image11.png"
383
> style="width:5.35833in;height:2.33705in"
384
> alt="Uma imagem com texto, diagrama, Esquema, Tipo de letra Os conteúdos gerados por IA poderão estar incorretos." />
385
386
**Figura 3**- Processos de produção de hidrogénio <sup>\[6\]</sup>
387
388
No caso das fontes fósseis, existem duas formas de obtenção de
389
hidrogénio: a Reforma de Hidrocarbonetos que consiste na extração de
390
hidrogénio de combustíveis fósseis, como o gás natural e que se divide
391
em Reforma a Vapor de Metano (SMR), Oxidação Parcial (POX), Reforma
392
Autotérmica (ATR); e a Pirólise de Hidrocarbonetos. <sup>\[6\]</sup>
393
394
**Tabela 4**-Processos de obtenção de hidrogénio a partir de fontes
395
fósseis <sup>\[6\]\ \[15\]</sup>
396
397
<table>
398
<colgroup>
399
<col style="width: 12%" />
400
<col style="width: 30%" />
401
<col style="width: 57%" />
402
</colgroup>
403
<thead>
404
<tr class="header">
405
<th><strong>Processo</strong></th>
406
<th><strong>Descrição do Processo</strong></th>
407
<th><strong>Diagrama do Processo</strong></th>
408
</tr>
409
</thead>
410
<tbody>
411
<tr class="odd">
412
<td>Reforma a Vapor (SMR)</td>
413
<td><p>O metano reage com vapor de água a altas temperaturas para
414
produzir gás de síntese (mistura composta por hidrogénio e monóxido de
415
carbono).</p>
416
<p><u>Reações:</u></p>
417
<p>Reforma do metano:</p>
418
<p>CH<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>O<span class="math inline">↔︎</span>CO +
419
3H<sub>2</sub></p>
420
<p>Water-Gas Shift reaction (WGS):</p>
421
<p>CO + H<sub>2</sub>O<span class="math inline">↔︎</span>CO<sub>2</sub> +
422
H<sub>2</sub></p>
423
<p>É um processo eficiente e amplamente utilizado na indústria. No
424
entanto, gera emissões de dióxido de carbono e requer altas
425
temperaturas.</p></td>
426
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image12.png"
427
style="width:4.03075in;height:1.40015in"
428
alt="Uma imagem com texto, captura de ecrã, Tipo de letra, file Os conteúdos gerados por IA poderão estar incorretos." /></td>
429
</tr>
430
<tr class="even">
431
<td>Oxidação Parcial (POX)</td>
432
<td><p>O hidrocarboneto é parcialmente oxidado para produzir gás de
433
síntese.</p>
434
<p><u>Reações:</u></p>
435
<p>CH<sub>4</sub> + 1/2O<sub>2</sub> <span class="math inline">↔︎</span>
436
CO + 2 H<sub>2</sub></p>
437
<p>CH<sub>4</sub> + 2O<sub>2</sub><span class="math inline">↔︎</span>
438
CO<sub>2</sub> + 2 H<sub>2</sub>O</p>
439
<p>Este processo é rápido e adequado para hidrocarbonetos pesados. Ainda
440
assim produz menos hidrogénio que a reforma a vapor e gera dióxido de
441
carbono.</p></td>
442
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image13.png"
443
style="width:4.18588in;height:1.1966in"
444
alt="Uma imagem com texto, captura de ecrã, Tipo de letra, branco Os conteúdos gerados por IA poderão estar incorretos." /></td>
445
</tr>
446
<tr class="odd">
447
<td>Reforma Autotérmica (ATR)</td>
448
<td><p>É a combinação da Reforma a Vapor e Oxidação Parcial, sendo
449
utilizado calor gerado internamente ao processo.</p>
450
<p><u>Reação:</u></p>
451
<p>4CH<sub>4</sub> + O<sub>2</sub> + 2H<sub>2</sub>O<span
452
class="math inline">↔︎</span> 4CO + 10H<sub>2</sub></p>
453
<p>Apresenta maior eficiência energética do que a reforma a vapor
454
isolada, mas é um processo mais complexo e necessita de controlo preciso
455
das reações envolventes.</p></td>
456
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image14.png"
457
style="width:4.15457in;height:1.27168in"
458
alt="Uma imagem com texto, captura de ecrã, Tipo de letra, file Os conteúdos gerados por IA poderão estar incorretos." /></td>
459
</tr>
460
<tr class="even">
461
<td>Pirólise</td>
462
<td><p>Corresponde à decomposição térmica dos hidrocarbonetos em
463
hidrogénio e carbono sólido, sem emissões diretas de dióxido de
464
carbono.</p>
465
<p><u>Reação:</u></p>
466
<p>CH<sub>4</sub> <span class="math inline">→</span> C +
467
2H<sub>2</sub></p>
468
<p>Este processo promove a redução de emissões de gases de efeito de
469
estufa (GEE), mas necessita de tecnologias que se encontram em
470
desenvolvimento e ainda de altas temperaturas de operação.</p></td>
471
<td><img src="./IIP_Trabalho1/media/image15.png"
472
style="width:3.7562in;height:1.69198in"
473
alt="Uma imagem com texto, captura de ecrã, Tipo de letra, file Os conteúdos gerados por IA poderão estar incorretos." /></td>
474
</tr>
475
</tbody>
476
</table>
477
478
Através de fontes renováveis, é possível optar-se por processos com
479
biomassa (métodos que utilizam matéria orgânica como fonte de
480
hidrogénio) ou pela separação da água (*Water Splitting*), ou seja,
481
métodos que envolvem a quebra de moléculas de água para extrair
482
hidrogénio.
483
484
Os Processos com Biomassa podem dividir-se em métodos biológicos, isto
485
é, processos naturais com baixo impacto ambiental, mas apresentam uma
486
baixa eficiência e tecnologias em desenvolvimento, e em métodos
487
termoquímicos, ou seja, processos que promovem a redução de resíduos
488
orgânicos e as baixas ou neutras emissões de carbono. No entanto, a sua
489
eficiência é variável consoante o processo e requer grandes quantidades
490
de biomassa.
491
492
Os Processos de Separação de Água podem dividir-se entre a eletrólise, a
493
termólise e a fotólise.
494
495
**Tabela 5**-Processos de obtenção de hidrogénio a partir de fontes
496
renováveis <sup>\[6\]\ \[15\]</sup>
497
498
<table>
499
<colgroup>
500
<col style="width: 33%" />
501
<col style="width: 33%" />
502
<col style="width: 33%" />
503
</colgroup>
504
<thead>
505
<tr class="header">
506
<th colspan="2"><strong>Processos com Biomassa</strong></th>
507
<th rowspan="2"><strong>Processos por separação de água (<em>Water
508
Splitting</em>)</strong></th>
509
</tr>
510
<tr class="odd">
511
<th><strong>Métodos Biológicos</strong></th>
512
<th><strong>Métodos Termoquímicos</strong></th>
513
</tr>
514
</thead>
515
<tbody>
516
<tr class="odd">
517
<td><p><u>Biofotólise</u>: Certas algas e bactérias utilizam a luz para
518
quebrar moléculas de água e formar a molécula de hidrogénio.</p>
519
<p><u><em>Dark-Fermentation</em>:</u> Os microrganismos fermentam
520
substratos orgânicos e produzem hidrogénio.</p>
521
<p><u>Foto-Fermentação:</u> As bactérias fotossintéticas convertem
522
biomassa em hidrogénio.</p></td>
523
<td><p><u>Pirólise:</u> Consiste na decomposição térmica da biomassa
524
para gerar hidrogénio.</p>
525
<p><u>Gaseificação:</u> Conversão da biomassa em gás de síntese a altas
526
temperaturas.</p>
527
<p><u>Combustão:</u> A biomassa é queimada para gerar energia com
528
formação de gases.</p>
529
<p><u>Liquefação:</u> Ocorre a transformação da biomassa em óleo
530
líquido, que pode ser processado para obtenção de hidrogénio.</p></td>
531
<td><p><u>Eletrólise:</u> Utiliza a eletricidade para decompor moléculas
532
de água em hidrogénio e oxigénio. É um processo com zero/baixas emissões
533
de dióxido de carbono, dependendo do tipo de energia utilizada. No
534
entanto é de alto consumo energético e custo elevado.</p>
535
<p><u>Termólise:</u> Ocorre a decomposição térmica as moléculas de água
536
em hidrogénio e oxigénio a temperaturas superiores a 2500ºC.</p>
537
<p>É um processo direto sem necessidade de reagentes, mas</p>
538
<p>requer temperaturas extremamente elevadas e materiais resistentes ao
539
calor.</p>
540
<p><u>Fotólise:</u> Utiliza a energia solar para decompor as moléculas
541
de água hidrogénio e oxigénio. Deste modo, é considerado um processo
542
sustentável e limpo. Contudo as tecnologias ainda se encontram em
543
estágio inicial e eficiência baixa.</p></td>
544
</tr>
545
</tbody>
546
</table>
547
366348 Raquel Alves 2025-03-07 09:30:41
548
## Aplicações do Hidrogénio
505810 Raquel Alves 2025-03-06 10:21:19
Added attachment(s): Hidrogenio.md.
549
550
O hidrogénio é um elemento versátil com diversas aplicações na
551
indústria, energia e transporte. Com o crescente interesse na
552
descarbonização, o hidrogénio tem sido explorado como uma alternativa
553
sustentável para reduzir emissões de dióxido de carbono e melhorar a
554
eficiência energética em vários setores.
555
556
O armazenamento do hidrogénio é um desafio fundamental para a sua
557
aplicação em diversos setores. Cada tipo de aplicação de hidrogénio
558
requer um método de armazenamento diferente, tendo como base certos
559
fatores como a segurança, a viabilidade económica e facilidade de
560
transporte.
561
562
**Tabela 6**-Métodos de Armazenamento de hidrogénio
563
<sup>\[6\]\ \[15\]</sup>
564
565
<table>
566
<colgroup>
567
<col style="width: 16%" />
568
<col style="width: 51%" />
569
<col style="width: 32%" />
570
</colgroup>
571
<thead>
572
<tr class="header">
573
<th rowspan="2"><strong>Estado Gasoso</strong></th>
574
<th><p><u>Armazenamento em Alta Pressão (<em>Compressed Hydrogen
575
Storage</em>)</u>:</p>
576
<p>O hidrogénio é comprimido a pressões elevadas (350-700 bar) e
577
armazenado em cilindros metálicos ou tanques de compósitos.</p></th>
578
<th><u>Motivo:</u> Uso em transporte e abastecimento rápido (usado em
579
veículos - FCEVs).</th>
580
</tr>
581
<tr class="odd">
582
<th><p><u>Armazenamento em Cavidades Geológicas:</u></p>
583
<p>O hidrogénio é armazenado em reservatórios subterrâneos (por exemplo,
584
formações geológicas).</p></th>
585
<th><u>Motivo:</u> Armazenamento em larga escala, ideal para gestão de
586
energia renovável (reservatórios estratégicos para redes elétricas
587
baseadas em hidrogénio).</th>
588
</tr>
589
</thead>
590
<tbody>
591
<tr class="odd">
592
<td><strong>Estado Líquido</strong></td>
593
<td><p><em><u>Cryogenic Hydrogen Storage:</u></em></p>
594
<p>O hidrogénio arrefecido a -253ºC e mantido em tanques
595
criogénicos.</p></td>
596
<td><u>Motivo:</u> Essencial para aplicações espaciais e transportes de
597
longo alcance (indústria aeroespacial - combustível para
598
foguetões).</td>
599
</tr>
600
<tr class="even">
601
<td rowspan="3"><strong>Armazenamento em Materiais Sólidos</strong></td>
602
<td><p><u>Hidretos Metálicos <em>(Metal Hydrites)</em>:</u></p>
603
<p>O hidrogénio reage com metais (por exemplo, magnésio) e forma
604
hidretos reversíveis.</p></td>
605
<td><u>Motivo:</u> Aplicações em sistemas estacionários e militares,
606
devido à sua segurança.</td>
607
</tr>
608
<tr class="odd">
609
<td><p><u>Materiais Adsorventes (MOFs e Carvão ativado):</u></p>
610
<p>O hidrogénio é armazenado em materiais porosos, o que promove o
611
aumento da massa volumétrica.</p></td>
612
<td><u>Motivo:</u> Potencial para armazenamento eficiente a baixas
613
pressões para a pesquisa e desenvolvimento de baterias de
614
hidrogénio.</td>
615
</tr>
616
<tr class="even">
617
<td><p><u><em>Liquid Organic Hydrogen Carries</em> – LOHC:</u></p>
618
<p>O hidrogénio é armazenado em moléculas líquidas orgânicas (por
619
exemplo, tolueno e dibenziltolueno - DBT) que podem ser hidrogenadas e
620
desidrogenadas reversivelmente.</p></td>
621
<td><u>Motivo:</u> Promove a segurança e facilidade de transporte de
622
hidrogénio.</td>
623
</tr>
624
</tbody>
625
</table>
626
627
**Referências bibliográficas:**
628
629
\[1\]-<https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Inorganic_Chemistry/Chemistry_of_the_Main_Group_Elements_(Barron)/02%3A_Hydrogen/2.01%3A_Discovery_of_Hydrogen>
630
(acedido em fevereiro de 2025)
631
632
\[2\]- <https://www.metallurgyfordummies.com/history-of-hydrogen.html>
633
(acedido em fevereiro de 2025)
634
635
\[3\]-
636
<https://www.mwcog.org/file.aspx?&A=zkpv0NhzZDWLPqP7LLLYTPZMIgxuq1QGhT8%2BMkINPbo%3D>
637
(acedido em fevereiro de 2025)
638
639
\[4\]- Tian Q., Yao S., Shao M., Zhang W., Wang H.,
640
Origin, discovery, exploration and development status and prospect of global natural
641
hydrogen under the background of “carbon neutrality”, China Geology,
642
2022 (acedido em fevereiro de 2025)
643
644
\[5\]- Balat, M. (2008). Potential importance of hydrogen as a future
645
solution. International Journal of Hydrogen Energy, 4013-4029 (acedido
646
em fevereiro de 2025)
647
648
\[6\]- Merouani - Hydrogen Production, Storage and Utilization, de
649
Gruyter, 2025 (acedido em fevereiro de 2025)
650
651
\[7\]-.<https://energyeducation.ca/encyclopedia/Molecular_hydrogen>
652
(acedido em fevereiro de 2025)
653
654
\[8\]-<https://periodic-table.rsc.org/element/1/hydrogen> (acedido em
655
fevereiro de 2025)
656
657
\[9\]-<https://www.britannica.com/science/hydrogen> (acedido em
658
fevereiro de 2025)
659
660
\[10\]-<https://energyeducation.ca/encyclopedia/Types_of_hydrogen_fuel>
661
(acedido em fevereiro de 2025)
662
663
\[11\]-<https://stargatehydrogen.com/blog/types-of-hydrogen/> (acedido
664
em fevereiro de 2025)
665
666
\[12\]-<https://www.brunel.net/en/blog/renewable-energy/3-main-types-of-hydrogen>
667
(acedido em fevereiro de 2025)
668
669
\[13\]-<https://hydrogeneurope.eu/in-a-nutshell/> (acedido em fevereiro
670
de 2025)
671
672
\[14\]-<https://www.upscprep.com/types-of-hydrogen-green-purple-pink-yellow-bluw-turquoise-grey-brown-black-upsc-current-affairs/>
673
(acedido em fevereiro de 2025)
674
675
\[15\]- Farinha J. Reformação de metano com vapor de água em reformador
676
de escala laboratorial, Instituto Superior Técnico, 2008
677
<https://fenix.tecnico.ulisboa.pt/downloadFile/395137864141/Mestrado_Jos%E9_Farinha.pdf>
678
(acedido em fevereiro de 2025)