Conheça mais sobre o hidrogênio, a promissora alternativa aos combustíveis fósseis

Vitor Francisco Ferreira é professor Titular Livre do Departamento de Tecnologia Farmacêutica da Universidade Federal Fluminense (UFF). O texto abaixo foi publicado originalmente no site The Conversation.

Pilar do desenvolvimento humano, a energia tem sido usada desde os primórdios da civilização como combustível essencial para a nossa evolução social, econômica e tecnológica. Tanto em suas diversas formas de manifestação – térmica, luminosa, mecânica, elétrica, nuclear -, quanto em seus diferentes elementos transportadores, como o carvão, o petróleo, o gás natural, o sol, o vento e a água. Essa diversidade imensa sustenta os sistemas energéticos globais que garantem o nosso desenvolvimento, mas também traz os desafios ambientais cada vez mais urgentes.

História: da força dos músculos à era do ciclo energético tóxico

No início era fácil, mas pouco eficiente. Os seres humanos obtinham energia diretamente da alimentação e do esforço físico. Com o domínio do fogo, a queima de biomassa vegetal e animal passou a gerar calor e luz. Após a revolução agrícola, surgiram outras fontes, como a tração animal e a força da água e do vento. A revolução industrial, no entanto, marca uma virada: o carvão mineral e, posteriormente, o petróleo passaram a dominar a matriz energética mundial.

Esse progresso gerou um ciclo de dependência. Mais produção energética levou ao surgimento de novas tecnologias, que por sua vez exigiram ainda mais energia. O resultado foi uma intensificação da emissão de gases do efeito estufa, sobretudo o dióxido de carbono, principal responsável pelo aquecimento global. A atual crise climática exige uma transição urgente para fontes sustentáveis e descarbonizadas de energia, embora essa transição enfrente incertezas tecnológicas, políticas e sociais.

A demanda energética global está em constante crescimento. Para suprir as necessidades humanas básicas, como alimentação, saúde, transporte, água potável, entre outras, é essencial expandir a oferta de energia. Estima-se que o consumo global aumente cerca de 56% até 2040 em relação a 2010, e os combustíveis fósseis ainda respondem pela maior parte dessa demanda. No entanto, essas fontes não renováveis e altamente poluentes geram desafios profundos ao meio ambiente e à saúde humana.

A busca por fontes de energia mais limpas tem evoluído ao longo da história. As primeiras fontes utilizadas como madeira, óleos vegetais e gordura animal deram lugar, com o avanço tecnológico, a combustíveis fósseis como carvão, petróleo e gás natural. Embora eficientes, são responsáveis por severos impactos ambientais, especialmente no clima. O uso prolongado dos combustíveis fósseis intensificou a emissão de CO₂ e agravou as mudanças climáticas, gerando desastres ambientais em escala global.

O hidrogênio como possível combustível do futuro

Para mitigar esses efeitos, é necessário substituir os combustíveis fósseis por fontes renováveis e limpas, capazes de atender às necessidades energéticas sem comprometer o meio ambiente. Entre essas alternativas, destacam-se a energia solar, eólica, geotérmica, maremotriz e a obtida por biomassa. Todas são abundantes e oferecem baixo impacto ambiental, mas uma fonte em especial tem atraído cada vez mais atenção como solução promissora: o hidrogênio.

Recentemente, nosso grupo do Instituto de Química Orgânica, da Universidade Federal Fluminense, publicou um artigo na revista científica sobre o hidrogênio (H₂) como alternativa aos combustíveis fósseis. Esse elemento químico é apontado como o combustível limpo do futuro. Por ser atóxico, versátil e com elevada densidade energética, se destaca frente a combustíveis como o metano e a gasolina.

Apesar de seu caráter inflamável, evidenciado historicamente no desastre do dirigível Hindenburg, em 1937, a densidade do hidrogênio inferior à do ar faz com que ele se dissipe rapidamente em caso de vazamentos, reduzindo o risco de explosões. Além disso, embora escasso na atmosfera, é abundante no subsolo, dissolvido em águas subterrâneas ou presente em rochas, muitas vezes misturado com outros gases, como o metano.

Do ponto de vista químico, o hidrogênio é um gás incolor, inodoro e insípido. Quando queimado com oxigênio, seu único subproduto é a água, o que o torna ecologicamente seguro. Seu poder calorífico é extremamente alto: 1 kg de hidrogênio gera cerca de 141.600 kJ, o que equivale a quase três vezes a energia contida em 1 kg de gasolina. Contudo, seu armazenamento exige cuidado. Devido à baixa densidade, necessita tanques de alta pressão e infraestrutura especializada, o que representa um dos grandes desafios técnicos da sua adoção em larga escala.

Fonte: Superinteressante