Energia do Hidrogénio

Aplicações:
Industrialmente são necessárias grandes quantidades de hidrogénio, principalmente no processo de Haber para a obtenção de amoníaco, na hidrogenação de graxas e azeites e na obtenção de metanol. Outros usos são:
Produção de ácido clorídrico, combustível para foguetes e redução de minerais metálicos.
O hidrogénio líquido apresenta aplicações criogénicas, incluindo a investigação da supercondutividade.
Devido à sua leveza era usado como gás de enchimento de balões e dirigíveis; após o desastre do dirigível Hindenburg abandonou-se em parte seu uso devido à sua grande inflamabilidade, mas continua a ser usado em lançamento de balões meteorológicos estratosféricos.
O trítio é produzido nas reacções nucleares e é empregado na construção de bombas de hidrogénio. Também se utiliza como fonte de radiação em pinturas luminosas e como marcador nas ciências biológicas.
O deutério possui aplicações nucleares como moderador, como constituinte da água pesada.
Mas também, o hidrogénio pode ser usado em motores de combustão interna. As células de combustível em desenvolvimento poderão ser capazes de oferecer uma alternativa limpa e económica aos motores de combustão interna.


Funcionamento em motores de combustão interna:
O motor de combustão interna é uma máquina térmica, que transforma a energia proveniente de uma reacção química em energia mecânica. O processo de conversão se dá através de ciclos termodinâmicos que envolvem expansão, compressão e mudança de temperatura de gases.
São considerados motores de combustão interna aqueles que utilizam os próprios gases de combustão como fluido de trabalho. Ou seja, são estes gases que realizam os processos de compressão, aumento de temperatura (queima), expansão e finalmente exaustão.
Assim, este tipo de motor distingue-se dos ciclos de combustão externa, nos quais os processos de combustão ocorrem externamente ao motor. Neste caso, os gases de combustão transferem calor a um segundo fluido que opera como fluido de trabalho.
Motores de combustão interna também são popularmente chamados de motores a explosão. Esta denominação, apesar de frequente, não é tecnicamente correcta. De fato, o que ocorre no interior das câmaras de combustão não é uma explosão de gases. O que impulsiona os pistões é o aumento da pressão interna da câmara, decorrente da combustão (queima controlada com frente de chama). O que pode-se chamar de explosão (queima descontrolada sem frente de chama definida) é uma detonação dos gases, que deve ser evitada nos motores de combustão interna, a fim de proporcionar maior durabilidade dos mesmos e menores taxas de emissões de poluentes atmosféricos provenientes da dissociação de gás nitrogénio.


Vários métodos de produção de hidrogénio:
· Sub-produto da hidrogenação de substratos insaturados; e na natureza como meio de expelir equivalentes redutores em reacções bioquímicas.
· O alumínio também pode produzir H2 após tratamento com bases.
· A electrólise da água é um método simples de produzir hidrogénio. Uma corrente de baixa voltagem corre através da água, e oxigénio gasoso forma-se no ânodo enquanto que hidrogénio gasoso forma-se no cátodo.
· O gás H2 é normalmente preparado pela reacção de ácidos com metais tais, como o zinco, por meio do aparelho de Kipp.
· O hidrogénio pode ser preparado por meio de várias processos mas, economicamente, o mais importante envolve a remoção de hidrogénio de hidrocarbonetos.
· Hidrogénio adicional pode ser recuperado do vapor usando monóxido de carbono através da reacção de mudança do vapor de água, especialmente com um catalisador de óxido de ferro.


É perigoso porque:
· É extremamente inflamável no ar (essa probabilidade de se inflamar situa-se entre 4% e 75% por volume de ar). A energia necessária para inflamá-lo é muito pequena e, em algumas condições, pode ocorrer auto-inflamação.
· Pode difundir-se rapidamente através de materiais e sistemas que estejam presentes no ar ou noutros gases comuns. Com alguns materiais, a difusão é mais pronunciada com temperaturas muito altas.
· No caso da sua aplicação em motores de combustão internos, devido à compressão do gás, este pode causar uma explosão.