O hidrogênio está sendo considerado um substituto para os combustíveis fósseis atuais porque é abundante, eficiente e, ao contrário de outras alternativas, oferece o potencial de ser renovável e não produz emissões. Ele pode ser usado como fonte de energia para a produção de energia elétrica, com células de combustível hidrogênio e motores de combustão a hidrogênio. Em uma célula de combustível hidrogênio, o hidrogênio se combina com oxigênio do ar para criar eletricidade. A célula de combustível pode funcionar continuamente e gerar energia enquanto o combustível hidrogênio for fornecido e os únicos subprodutos são calor e água. Muitas células de combustível utilizadas hoje para a geração de energia distribuída requerem a integração com o processador de combustível para produzir um gás rico em hidrogênio a partir de um combustível à base de hidrocarbonetos, como o gás natural ou propano. Entretanto, vários benefícios podem ser alcançados com o uso de hidrogênio de alta pureza direto para a célula de combustível. As aplicações que são propícias para o abastecimento com combustível hidrogênio incluem dispositivos portáteis, energia primária, energia de backup, controle de demanda e estabilização de rede.
Energia móvel
As empresas estão desenvolvendo dispositivos como celulares, notebooks e câmeras de vídeo que utilizam cartuchos de combustível hidrogênio e células de combustível para substituir baterias atualmente em uso. As células de combustível têm o potencial para tempos de execução maiores e maiores recursos de energia.
Armazenamento de hidrogênio
A energia gerada a partir de fontes renováveis como energia eólica e solar nem sempre atende aos requisitos de uso. Entretanto, a fim de maximizar a utilização de energia renovável, principalmente em locais remotos, esse tipo de energia pode ser usado para gerar hidrogênio que pode então ser armazenado.
Energia reserva (back up)
A energia de backup e a fonte ininterrupta de alimentação (UPS) são necessárias quando uma fonte de energia altamente confiável é fundamental para manter uma empresa ou equipamento em funcionamento sem interrupções, mesmo se a energia da rede elétrica cair. A vida útil significativamente maior de sistemas de célula de combustível poderia substituir sistemas de bateria para fornecer a energia primária ou de backup necessária para muitas dessas aplicações. O uso de hidrogênio direto em células de combustível nessas aplicações permite o uso imediato de energia.
Aplicações em energia estacionária
Células de combustível convertem energia química diretamente em eletricidade produzindo apenas calor e água como subprodutos. Portanto, células de combustível desenvolvidas de maneira apropriada podem produzir eletricidade para atender necessidades de energia comercial e residencial, enquanto produzem simultaneamente calor. O uso de hidrogênio com fonte de energia primária também pode melhorar a eficiência do sistema de células de combustível.
Estação de energia à base de hidrogênio
A estação de energia à base de hidrogênio produz simultaneamente energia, calor e hidrogênio. Esse tipo de sistema geralmente é conhecido como CHHP (Sistema Combinado de Calor, Energia e Hidrogênio). Conforme mostrado na figura abaixo, a estação usa uma célula de combustível de alta temperatura para gerar eletricidade, calor e hidrogênio simultaneamente. A célula de combustível pode usar uma diversidade de combustíveis ricos em hidrogênio, incluindo gás de digestor, gás natural, gás de aterro sanitário e gás de síntese. Com essa tecnologia é possível obter-se fonte de hidrogênio renovável e com custos competitivos.
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