Hidrogênio

Hidrogênio (H2) é um elemento químico que, apesar de sua simplicidade de composição, é um dos mais importantes da vida.

Estima-se que 90% dos átomos do universo sejam hidrogênio e este elemento representa 75% da matéria do universo.

Hidrogênio é abundantemente encontrado em nosso planeta Terra em combinação com outros elementos, como oxigênio (O2) e carbono (C2), porém, para obtê-lo individualmente, é necessário um processo químico para separá-lo adequadamente.

Apesar de sua presença abundante na Terra, o hidrogênio é um elemento impuro, pois sua característica de luz o faz subir às camadas mais altas da atmosfera.

Para obter hidrogênio, pode-se utilizar uma série de procedimentos utilizando diferentes fontes de energia e dependendo do tipo de matéria-prima a partir da qual se pretende obter.

Nesse caso, os procedimentos implementados para obter hidrogênio podem ser 100% fóssil ou renovável ou uma combinação de ambos em determinadas porcentagens.

Propriedades do hidrogênio

O hidrogênio é o primeiro elemento químico da tabela periódica e o mais simples em sua composição, pois é formado por um próton e um elétron.

Além disso, o átomo de hidrogênio consiste em um núcleo carregado positivamente e tem um peso atômico de 1,00797.

Existem 3 isótopos de hidrogênio: o primeiro chamado protium, é encontrado em 99,98% da natureza. Em seguida, o deutério, tem uma presença de 0,02% na natureza e por fim o trítio com presença natural mínima, que é produzido artificialmente através de experimentos nucleares. .

Acredita-se que o hidrogênio foi o primeiro elemento químico a se originar após o big bang, condensando-se em nuvens de gás que acabariam dando origem às primeiras estrelas e galáxias .< /p>

Popularmente conhecido no mundo dos cientistas como o combustível das estrelas, o hidrogênio é a razão pela qual as estrelas brilham à medida que vão do elemento gasoso ao sólido (gelo).

Seu papel no universo é tão importante que foi comprovado que o sol consome aproximadamente 600 milhões de toneladas de hidrogênio por segundo, e através desse processo a energia é transformada resultando em luz e calor para todos.

Para nossa própria existência, o hidrogênio é essencial, pois o corpo humano é composto por 60% de água (H2O), sendo vital para o funcionamento ideal do nosso corpo e da estabilidade da estrutura molecular do DNA.

Entre as características físicas deste elemento químico, destaca-se ser incolor, inodoro e insípido, leve, não metálico, gasoso, não tóxico e altamente inflamável.

História e descoberta do hidrogênio

O primeiro cientista a descrever o hidrogênio em sua forma gasosa foi T. Von Hohenheim. Isso aconteceu por volta do ano 1500, durante um experimento no qual ele combinou metais com ácidos fortes.

Neste experimento, bolhas inflamáveis ​​foram liberadas e não se sabia na época que era um novo elemento químico.

No ano de 1671, Robert Boyle, em um de seus experimentos envolvendo limalha de ferro e ácido diluído, foi quem descreveu a reação obtida como ar inflamável. < /p>

Nesse caso, o hidrogênio gasoso foi obtido, porém, na época Boyle desconhecia esse elemento.

23 de fevereiro, 1.765, o físico e químico britânico Henry Cavendish conseguiu isolar o hidrogênio e identificar suas propriedades, destacando este elemento como o mais leve dos gases conhecidos até hoje e que, também, sendo em combustão, água gerada!

Mais tarde, Antoine Lavoisier e Laplace em 1783, dariam o nome de hidrogênio a este elemento, devido à sua capacidade de se transformar em água quando oxidado.

Isto é, quando o hidrogênio queima, dois átomos de hidrogênio se combinam com um oxigênio na atmosfera e na água.

Aplicações de hidrogênio

A aplicação deste elemento é muito extensa e em diferentes campos. Portanto, aqui vamos expandir em detalhes, as aplicações mais destacadas do hidrogênio.

Em primeiro lugar, o hidrogênio é produzido por meio de fontes de energia renovável, o que permite, por exemplo, o alimentação de baterias de alta eficiência.

O progresso que este meio de geração de energia para o setor de transportes representa (em termos ambientais) é imenso!

É que 1 kg de hidrogênio pode liberar três vezes a energia que é obtida em combustíveis como gasolina e gás natural, tudo isso com um menor impacto ambiental e melhor uso dos recursos.

No que diz respeito às células a combustível de hidrogênio, embora atualmente tenham um alto custo, sua aceitação e sucesso comercial no mercado tem sido indiscutível.

Isso se deve às grandes vantagens sobre seus concorrentes, principalmente em relação ao seu desempenho e autonomia, potência constante, recarga imediata e eficiência na economia de espaço físico para armazenamento.

Por outro lado, os veículos com motor de combustão interna a hidrogênio utilizam um motor convencional modificado, tornando-se 30% mais eficientes e com excelente desempenho em todos os tipos de cenários. p>

Em relação ao ponto anterior, as estações de serviço de hidrogeradores são responsáveis ​​por fornecer hidrogênio a todos os veículos que utilizam baterias deste elemento, substituindo os combustíveis convencionais. óleo.

Além disso, o setor industrial, que inclui a produção de alimentos, vidro, metal e produtos químicos em geral, produz anualmente mais de 50 milhões de toneladas de hidrogênio.< /p>

Em relação à indústria, este elemento tem funcionado como um excelente gás de resfriamento, graças às suas propriedades de transferência de calor.

O uso do hidrogênio na pesquisa e desenvolvimento de novos processos tecnológicos, principalmente na indústria alimentícia, tem sido indubitavelmente inovador.

Tem como objetivo principal melhorar a qualidade e segurança no consumo de diversos alimentos.

Outra aplicação útil do hidrogênio é a síntese de amônia através do processo conhecido como harber, no qual grandes quantidades desse elemento são necessárias para a indústria química e petrolífera.

A amônia está em grande demanda em muitas indústrias e é o quinto composto com maior produção nesta área produtiva.

O método de craqueamento de hidrogênio no setor de extração e refino de petróleo é outra área de interesse onde o hidrogênio desempenha um papel importante.

Nesse caso, é vital a transformação do petróleo pesadoou em um mais leve, para transformá-lo em outros derivados de petróleo.

Outro tema interessante é a fusão nuclear, onde o hélio é obtido a partir de núcleos de hidrogênio, liberando também uma enorme quantidade de energia.

Ao gerenciar a obtenção de Hélio de forma responsável e controlada, isso pode representar um antes e um depois na geração de energia com fonte quase inesgotável

Podemos falar também do método de hidrogenação catalítica de óleos vegetais líquidos insaturados, utilizado para obter gorduras sólidas comestíveis, que requer o uso de grandes quantidades de hidrogênio. < /p>

Outros usos interessantes com o hidrogênio como protagonista

O hidrogênio em seu estado líquido é um elemento essencial na pesquisa criogênica, bem como no trabalho de supercondutividade que está sendo realizado atualmente.

Graças à sua qualidade como excelente condutor térmico, tem sido utilizado no resfriamento de motores de geradores de energia elétrica.

No setor primário do agronegócio, o hidrogênio também desempenha papel fundamental como reagente químico na produção de fertilizantes, diversos tipos de plásticos e produtos farmacêuticos. p>

E, como se não bastasse, este elemento químico tem sido usado em missões espaciais para a propulsão de naves espaciais durante a decolagem e na geração de eletricidade e água para missões no espaço.

Finalmente, existe uma interessante área de aplicação do hidrogênio, voltada para o carregamento de dispositivos eletrônicos portáteis, como tablets ou smartphones.

Esses dispositivos são muito procurados no mercado e exigem gerenciamento constante de aplicativos e funções muito mais exigentes, por isso precisam de baterias de maior desempenho.

Além disso, o hidrogênio é usado para transformar determinados óxidos metálicos em metais como: prata, chumbo, mercúrio, cobre, entre outros.

Um olhar para o futuro

Muitos cientistas e pesquisadores concentraram seus esforços na criação de processos sustentáveis ​​para a produção de hidrogênio, como eletrólise da água, termólise, fotólise e digestão anaeróbica.

O transportador de energia de hidrogênio nos dá a opção de gerar e armazenar energia em larga escala, o que é uma evolução na gestão de redes de energia elétrica com utilidade especial em aplicações estacionárias massivas.

É por isso que o hidrogênio está a caminho de se tornar o próximo combustível alternativo no setor de transportes, representando uma forma de diversificar o consumo de energia, fazer uso mais eficiente dos recursos e opte por uma opção saudável para o planeta Terra.

Sem dúvida, tudo o que explicamos faz desse elemento o foco de atenção da maioria das discussões de grandes empresas e organizações do mundo.

Nessas reuniões anuais para discutir questões ambientais e como tornar suas empresas produtivas sem afetar a sustentabilidade do planeta,o hidrogênio aparece como o principal protagonista.

Experiências com hidrogênio

Em breve, o engenheiro aeroespacial Álvaro Romero planeja realizar um experimento para extrair hidrogênio e oxigênio da água com ímãs no espaço.

Graças ao estranho comportamento da água no espaço, Romero tentará provar que seu protótipo funciona a bordo da nave do magnata Jeff Bezos. Vamos aguardar os resultados deste experimento com hidrogênio!

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