Primeira pilha de combustível de óxido sólido em funcionamento em Portugal

Encontra-se em fase final de instalação uma pilha de combustível de óxido sólido (SOFC), de 5 kW de potência eléctrica, nas novas instalações do Instituto de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial (INEGI), localizadas no campus da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.

Os primeiros testes deverão ocorrer ainda este mês, representando a primeira vez que uma pilha desta tecnologia irá funcionar em Portugal. Por isso, aguarda-se com alguma expectativa os resultados desta integração, que pretende demonstrar as vantagens e facilidade de implantação da tecnologia das pilhas de combustível de alta temperatura.

Os resultados destes testes serão divulgados no seminário internacional «Sociedade do Hidrogénio: tecnologias de suporte e experiências concretas de utilização de pilhas de combustível/H2», que terá lugar nas instalações do INEGI nos dias 8 e 9 de Maio e reunirá especialistas de vários países e representantes de institutos e empresas nacionais relacionadas com o sector.

Esta iniciativa enquadra-se no PPS 3 – Projectos de integração de energias renováveis com células de combustível, que integra o projecto EDEN – Endogenizar o Desenvolvimento de Energias Novas. Além do INEGI, o projecto conta com as participações do IST, da EDP, da EFACEC, da SRE e do INETI.

O objectivo de maior visibilidade deste PPS é a instalação na ilha de Porto Santo de um sistema integrado de produção in loco de hidrogénio para alimentação de uma pilha de combustível. Em fase final de instalação está já uma pilha de combustível de membrana polimérica e um electrolisador de membrana no sistema de produção de energia eólica.

A ideia é estudar como pode ser feito o armazenamento da energia produzida e não utilizada, através da produção de hidrogénio (no electrolisador) quando a rede eléctrica não estiver a solicitar energia, e através da produção de energia eléctrica a partir do hidrogénio armazenado nos períodos em que a rede eléctrica pede mais energia, ou quando a produção de energia eólica não consegue satisfazer as solicitações.

Os resultados dos primeiros testes serão apresentados num workshop a ter lugar na Madeira, a 6 e 7 de Junho.

Conferência CESSA elege hidrogénio como vector energético

A viabilidade económica e técnica de uma Economia do Hidrogénio para a Europa, na base de cenários que incluem opções centralizadas e descentralizadas, foi discutida na 3.ª conferência internacional do programa CESSA, que decorreu em Madrid (Espanha), entre 14 e 15 de Abril.

Neste contexto, o hidrogénio não foi considerado como apenas mais uma fonte de energia, mas, à semelhança do que sucede com a electricidade, um vector energético. Assim, foi discutido o potencial para a redução de emissões de gases com efeito de estufa do hidrogénio tendo em conta não só a eficiência, custo, impacte ambiental e recursos endógenos disponíveis, mas também os investimentos necessários em infra-estruturas para a produção e utilização de hidrogénio.

O sector de transportes, no que respeita à actual procura de combustíveis alternativos, também esteve no centro do debate. Vários programas de investigação e desenvolvimento foram abordados, incluindo uma análise dos pontos fortes e dificuldades das tecnologias disponíveis e potencial de implantação.

O facto de muitas das tecnologias estarem ainda em fase de investigação e experimentação não permitiu a elaboração de cenários prospectivos sobre o futuro da economia do hidrogénio. No entanto, a apresentação destes programas de investigação deverão contribuir para a diminuição de algumas incertezas em torno desta temática e o desenho de potenciais estratégias de desenvolvimento do hidrogénio.

O programa CESSA foi desenvolvido para estudar os mecanismos económicos de financiamento e investimento no campo da energia, os aspectos legislativos de cada um dos mercados europeus, identificar as barreiras e as perspectivas de desenvolvimento da economia do hidrogénio comparativamente com o gás e o nuclear, comparar resultados de estudos realizados nos mais variados países do mundo, e estabelecer um leque de recomendações ao nível dos países da União Europeia.

O hidrogénio e o sistema energético mundial – mudando de paradigma

Uma reflexão sobre o futuro do sistema energético mundial no médio/longo prazo tem que ter no seu centro uma abordagem do papel do hidrogénio como carrier energético.

Ora a entrada do hidrogénio para uma posição relevante no sistema energético mundial, não apenas nas utilizações já concretizadas ou programadas para o futuro enquanto elemento chave de soluções de propulsão utilizadas na exploração do espaço, será um processo de contornos ainda incertos.

Neste contexto parece-nos que uma das configurações em que tal entrada se aceleraria implica três mudanças muito substanciais de paradigmas tecnológicos (Figura I) :

• no paradigma de utilização dos combustíveis fósseis, nomeadamente do petróleo e gás natural, no triplo sentido de reduzir significativamente a necessidade de os queimar como forma de utilizar o seu potencial energético, de obter combustíveis mais ricos em hidrogénio e de produzir novos materiais mais ricos em carbono para funções estruturais e funcionais;


• no paradigma de utilização da energia nuclear em ciclo aberto (antes pois da IV geração em ciclo fechado) no sentido da cogeração de electricidade e hidrogénio; de maior eficiência na obtenção dessa electricidade; de menor risco intrínseco nos reactores nucleares; de menor produção de resíduos radioactivos de maior perigosidade e de menores riscos de proliferação nuclear – o que aponta para a importância crucial dos reactores de muito alta temperatura refrigerados a hélio;


• no paradigma de utilização das novas energias renováveis de base mecânica (eólica e das ondas) no sentido de serem utilizadas não para produzir electricidade para a rede eléctrica centralizada, mas sim como armazenadoras de energia - ou porque utilizadas em complemento das hídricas por meio de operações de bombagem (caso da combinação eólicas / hídricas) ou porque utilizadas para produzir hidrogénio com soluções mais eficientes de electrólise (caso das eólicas, e sobretudo das ondas), hidrogénio que possa ser utilizado nos transportes públicos urbanos, de uso colectivo ou individual.
  

Qualquer destas mudanças exigirá sempre um avanço nas formas de armazenamento do próprio hidrogénio, no sentido de muito menor consumo de energia nesse processo, e aponta para o papel central do desenvolvimento das várias “famílias” de células de combustível (vd Figura I).

Não posso deixar de referir que algo de totalmente novo poderia surgir na utilização futura do hidrogénio se se confirmasse a existência de hidrinos .

A REVOLUÇÃO DOS “HIDRINOS “UMA HIPÓTESE PLAUSÍVEL?
Os cientistas da empresa Blacklight Power dos EUA e o seu fundador, Randel Mills defendem há vários anos que o hidrogénio, o mais abundante elemento na natureza e o mais simples dos átomos - com apenas um electrão e um núcleo com um protão - “esconde” um enorme potencial energético no seu interior, que pode ser libertada se se fizer este electrão mudar de órbita, colocando-o mais próximo do núcleo - do que resultaria libertação de energia em grandes quantidades e novas propriedades, dando origem a uma nova forma de hidrogénio- o hidrino.

Esta transformação operar-se-ia quando átomos de hidrogénio fossem misturados com iões catalíticos a baixas pressões.Transformação que, a verificar-se, “contrariaria” a mecânica quântica que afirma que os electrões apenas podem existir num átomo em órbitas estritamente definidas e que a mais curta distância permitida entre um protão e um electrão no hidrogénio é fixa, ou seja, não pode variar como o pretende Randall Mills.

Randdal Mills afirma ter construído um protótipo de uma nova fonte de energia baseada no hidrino que geraria até mil vezes mais energia calórica do que um combustível comum. O hidrino poderia ainda permitir obter novos compostos químicos com os quais construir baterias fornecendo potências muito superiores às actuais em percursos de muitas centenas de Km.

A NASA, através do seu Institute for Advanced Concepts (NIAC) e no quadro da sua pesquisa de formas de propulsão espacial de alta perfomance avaliou em 2002 o potencial de um sistema de propulsão de baixa pressão e plasmas mistos de hidrogénio baseado no principio da Blacklight Power Process e confirmou que com um sistema destes seria possível obter motores de ultra high specific impulse com perfomances muitas vezes superiores aos de sistemas de propulsão química.

José Felix Ribeiro,

Economista

Podem os biocombustíveis promover o hidrogénio?

O Banco Mundial anunciou, a semana passada, que os elevados preços dos alimentos vão prolongar-se durante anos, devido em grande medida à maior produção de biocombustíveis, que está a desviar parte da colheita de cereais como o milho.

O valor dos alimentos subiu 48 por cento desde finais de 2006 e a escalada dos preços chega num momento especialmente difícil para o planeta. Segundo Dominique Strauss-Kahn, director do Fundo Monetário Internacional, a economia mundial está «entre o gelo e o fogo».
«A comunidade internacional deve cobrir pelo menos um buraco de 500 milhões de dólares no Programa Alimentar das Nações Unidas para satisfazer as necessidades urgentes», instou Robert Zoellick, presidente do Banco Mundial.

O cenário é, sem dúvida, preocupante no que respeita à estabilidade do mundo, no entanto, como todas as situações têm perspectivas positivas, pergunto-me se esta não será também uma oportunidade para o hidrogénio se afirmar enquanto energia alternativa.

O hidrogénio chegou à aviação?

O feito é histórico. Pela primeira vez, um voo tripulado foi mantido a hidrogénio. A Boeing concretizou o projecto a 8 de Março em Ocaña, na província espanhola de Toledo. A avioneta, um antigo Dimona com 16,3 metros de envergadura, manteve-se no ar durante 20 minutos, a uma velocidade de 100 quilómetros por hora.

A Boeing explicou que, para já, não será possível utilizar esta tecnologia para aviões comerciais, mas vai continuar a apostar na pesquisa desta e doutras tecnologias para descobrir e rentabilizar sistemas que sejam mais amigos do ambiente.

A equipa de engenheiros do departamento de investigação da Boeing substituiu o motor de energia convencional por um motor eléctrico alimentado por uma bateria de lítio e pela electricidade gerada por uma bateria a hidrogénio. Através da hidrólise inversa consegue-se retirar energia a partir do hidrogénio. Da reacção electroquímica, liberta-se calor, que é reaproveitado para alimentar o motor, e água em forma de vapor. O sistema não é poluente, já que não existe produção de dióxido de carbono.

Durante o período de testes foram efectuados quatro voos, tendo-se conseguido levar o avião a 1000 metros de altitude. Num destes voos vezes também foi possível manter a altitude durante 20 minutos, exclusivamente a hidrogénio. Para descolar da pista, o motor de 40 quilovolts de potência necessitou da força das duas baterias. Mas quando atingiu a velocidade de cruzeiro, o piloto pôde desligar a bateria de lítio, mantendo-se no ar só com a energia do hidrogénio. Segundo o piloto, a ausência de ruído e a potência uniforme do sistema eléctrico são vantagens desta tecnologia.

O projecto foi dirigido pela empresa espanhola Nieves Lapeña e o desenvolvimento do protótipo teve as ajudas de empresas da Alemanha, Áustria, Estados Unidos, Reino Unido, França e Espanha.

O h2portugal.blogspot.com

Este blog nasceu com o intuito de promover a discussão em torno do hidrogénio em Portugal.

O diálogo está aberto a entusiastas, especialistas, empresários, curiosos e todos os que queiram simplestemente esclarecer dúvidas ou ajudar a dinamizar a economia do hidrogénio no País.

A ideia é partilhar a energia do hidrogénio. Contamos com a participação de todos.