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Substâncias que contêm níveis significativos de hidrogênio são conhecidas como hidrogênio de carvão. O hidrogênio de carvão é uma fonte de energia promissora que pode resolver algumas das deficiências dos produtos convencionais de carvão, como gás de carvão ou alcatrão de carvão. Além disso, com algumas modificações, o hidrogênio do carvão pode ser usado como uma fonte de energia limpa e renovável.
O hidrogênio produzido por meio de um processo chamado gaseificação é comumente referido como hidrogênio derivado do carvão. A produção de hidrogênio via gaseificação do carvão não é apenas um método inovador de utilização do carvão, mas também um meio de reduzir as emissões de dióxido de carbono. A vantagem da produção de hidrogênio de carvão reside no fato de que ele usa dióxido de carbono como matéria-prima para produzir gás de carvão através da reação de gaseificação, que pode então ser reformado para produzir hidrogênio puro. Este processo de produção tem o potencial de reduzir significativamente as emissões de gases de efeito estufa.
O hidrogênio também pode ser obtido de matéria orgânica por meio de um processo chamado produção biológica de hidrogênio. As células de combustível microbianas (MFCs) são um dos sistemas de produção biológica de hidrogênio. Este tipo de célula de combustível usa principalmente bactérias respiratórias anódicas (ARB) para converter poluentes orgânicos associados ao ânodo em eletricidade e prótons. Os prótons gerados podem se combinar com elétrons para formar hidrogênio. Além do ARB, outros microrganismos, como exoeletrógenos, também podem produzir hidrogênio. A vantagem de usar métodos biológicos para produzir hidrogênio reside na disponibilidade abundante de matéria orgânica, que pode servir como substrato para o metabolismo microbiano para produzir hidrogênio.
Além dos dois métodos acima, alguns estudiosos apontaram que existe um ciclo de hidrogênio na crosta terrestre profunda, que também pode estar relacionado ao carvão. Acredita-se que os ambientes subsuperficiais profundos da crosta terrestre abriguem um grande número de microrganismos oxidantes de hidrogênio. Esses microrganismos podem utilizar hidrogênio molecular como doador de elétrons em seus processos metabólicos. Eles também podem oxidar compostos ricos em carbono orgânico e liberar hidrogênio, que pode então ser utilizado por outros organismos. A existência desse ciclo de hidrogênio sugere que pode haver uma relação próxima entre o carvão e o ciclo de hidrogênio. Se pesquisas adicionais revelarem essa conexão, isso pode abrir novas vias para a produção de hidrogênio usando o carvão como substrato através da atividade microbiana.
Existem inúmeras aplicações de hidrogênio de carvão em diferentes indústrias. Aqui estão alguns deles.
Produção de Energia
O hidrogênio de carvão pode ser usado para gerar combustível sólido de hidrogênio. Ao utilizar hidrogênio de carvão, é possível criar uma economia de energia de hidrogênio que depende menos de combustíveis fósseis. Quando o carvão é convertido em hidrogênio, energia mais limpa na forma de hidrogênio que pode ser usada como combustível para gerar eletricidade ou alimentar veículos é produzida.
Transporte
O hidrogênio de carvão pode servir como combustível alternativo para veículos. Veículos com célula de combustível de hidrogênio usam hidrogênio como fonte de energia para gerar eletricidade, que é então usada para alimentar um motor elétrico que impulsiona o veículo.
Indústria Química
O hidrogênio é um componente crucial em vários processos industriais, como a produção de amônia por meio do processo Haber-Bosch. Ele desempenha um papel significativo na criação de fertilizantes e certos tipos de plásticos. Ao usar hidrogênio derivado do carvão, essas indústrias podem reduzir sua dependência de combustíveis fósseis tradicionais como fonte de hidrogênio.
Indústria Metalúrgica
O hidrogênio de carvão pode ser usado como agente redutor em processos metalúrgicos, especialmente na produção de aço. Reduzir minérios metálicos com hidrogênio em vez de redutores convencionais à base de carbono pode reduzir as emissões de carbono nessas indústrias.
Captura e Armazenamento de Carbono
Em algumas usinas de gaseificação de carvão avançadas, as emissões de dióxido de carbono podem ser capturadas do gás de combustão e armazenadas no subsolo ou usadas na recuperação aprimorada de petróleo. Esse processo é denominado captura e armazenamento de carbono (CCS). Implementar tecnologias CCS pode mitigar os impactos ambientais da produção de hidrogênio de carvão.
É recomendável que os compradores comerciais considerem os seguintes fatores ao adquirir equipamentos de hidrogênio de carvão:
Capacidade de produção
Os compradores comerciais precisam garantir que a capacidade de produção do equipamento atenda às suas demandas.
Tecnologia
Existem diferentes tecnologias para produzir hidrogênio de carvão, como gaseificação, pirólise e liquefação. Os compradores precisam escolher a tecnologia apropriada de acordo com seu modelo de negócios e requisitos.
Conformidade ambiental
Os compradores comerciais precisam garantir que o equipamento atenda às normas ambientais para evitar possíveis riscos legais.
Custo-efetividade
Os compradores comerciais precisam considerar amplamente o custo de compra, o custo operacional e o custo de manutenção do equipamento para garantir sua viabilidade econômica.
Desempenho de segurança
O desempenho de segurança é crucial; os compradores comerciais precisam garantir a segurança do equipamento e se ele possui uma certificação de segurança relevante.
Serviço pós-venda
Os compradores comerciais precisam considerar o serviço pós-venda fornecido pelo fabricante, como suporte técnico, serviços de manutenção, etc.
P1: Qual é o futuro do hidrogênio de carvão?
A1: Nos últimos anos, o futuro do carvão parece melhor do que antes devido à tecnologia de gaseificação do carvão. Essa tecnologia agora está tornando possível converter o carvão em fontes de energia mais limpas, como o hidrogênio. Os especialistas prevêem que o mercado global de gaseificação do carvão continuará crescendo a uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 5,3% de 2022 a 2030.
P2: Qual é a relação entre carvão e hidrogênio?
A2: O carvão contém carbono. Ao remover o carbono, a substância restante pode ser hidrogênio puro. Portanto, o carvão pode ser uma fonte de energia de hidrogênio.
P3: Por que o hidrogênio do carvão é importante?
A3: O hidrogênio do carvão é importante porque pode fornecer uma fonte de energia mais limpa e sustentável no futuro. Também é importante porque pode ajudar a reduzir a dependência global de combustíveis fósseis, fornecendo uma fonte de energia alternativa.
P4: Quanto carvão o mundo usa?
A4: Em 2019, o mundo consumiu cerca de 8 bilhões de toneladas de carvão. O número deve aumentar devido às tecnologias avançadas de conversão de carvão, como hidrogenação e gaseificação de carvão, que devem criar novas demandas por energia de carvão em todo o mundo.