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Materiais usados para produzir hidrogênio

Visão geral

Hidrogênio (H): elemento mais simples e abundante na natureza (~1% da crosta terrestre, incluindo água e ar). Produção principal: processo químico a partir de combustíveis fósseis hidrocarbonetos. Outras rotas (biológica, eletrólise, termólise) não são amplamente usadas para produção em larga escala.

A partir de hidrocarbonetos

Reação de base com composto hidrocarbônico → libera H₂ (~80% puro). Catalisador e/ou água aceleram. Subproduto: CO₂ (prejudicial), que pode ser separado e descartado adequadamente.

Por eletrólise

Eletrólise de água com pouco ácido/alcalino → H₂ muito puro. Método: solução quente saturada de hidróxido de bário com eletrodos de níquel. ~18% da produção mundial. Viável onde eletricidade barata. Fontes renováveis (eólico, solar, hidrelétrica) tornam processo limpo e econômico.

Por ação de metais

Metais acima do H₂ na série eletroquímica (Li, Na, K) reagem violentamente com água, explosivamente com ácidos (mesmo à temp. ambiente). Laboratório: ácido sulfúrico diluído + zinco metálico.

A partir de gás de água (water gas)

Vapor sobre carbono incandescente → gás de água (CO + H₂). Com vapor + catalisador (Fe ou CoO) a 400 °C → CO₂ + H₂ (reação shift). CO₂ removido por absorção em água a 20 atm → H₂ purificado.

Por ação de vapor sobre ferro

Escala industrial: vapor sobre ferro incandescente → H₂ + óxido de ferro. Ferro regenerado por aquecimento em gás de água ou outro gás redutor → reutilizado ciclicamente.