O combustível hidrogênio que lança foguetes da NASA ao espaço e fornece energia elétrica por meio de células de combustível produz apenas um resíduo:água tão pura que a tripulação do astronauta pode bebê-la.

Aqui na Terra, os primeiros carros movidos a células de combustível de hidrogênio chegaram ao mercado em 2015, prometendo um ar mais limpo e um planeta mais saudável. Mas se você ainda não viu um na estrada, você não está sozinho. Existem menos de 7, 000 nos EUA. Então, por que o hidrogênio não se tornou uma alternativa aos motores movidos a gasolina?

Paul Ronney, professor de engenharia aeroespacial e mecânica da USC Viterbi School of Engineering, que estuda combustão e propulsão, diz que o hidrogênio tem algumas barreiras diante dele, incluindo eficiência e custo. Ele está estudando o que seria necessário para superar alguns deles. Aqui, ele nos atualiza sobre o papel do hidrogênio no campo dos combustíveis alternativos.

Quais são os benefícios que os carros movidos a células de combustível de hidrogênio oferecem?

Eles não emitem gases de efeito estufa do tubo de escape, para que possam reduzir a poluição em áreas urbanas com má circulação de ar, como o sul da Califórnia nos EUA e muitas grandes cidades na Índia e na China.

Carros movidos a hidrogênio parecem completamente limpos. Por que não estamos todos os dirigindo?

Praticamente não há hidrogênio puro na Terra porque é muito reativo. A maior parte do hidrogênio é feita de metano [gás natural] em um processo que produz dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa. O hidrogênio também pode ser feito de água usando eletrólise, mas isso requer energia elétrica. Para conseguir isso, estamos de volta à queima de combustíveis fósseis.

O hidrogênio pode ser produzido sem criar gases de efeito estufa?

A eletricidade baseada em energia solar pode ser usada para dividir a água em hidrogênio e oxigênio por meio da eletrólise. Uma vez que a energia solar fornece apenas uma fração da eletricidade total gerada nos EUA, desviar a eletricidade solar para produzir hidrogênio não reduz as emissões de gases de efeito estufa. Isso pode mudar se a eletricidade baseada em energia solar for aumentada no futuro.

O hidrogênio é tão limpo quanto a energia usada para produzi-lo. Existem outras limitações?

O hidrogênio em veículos deve ser comprimido em tanques caros de alta pressão, que requer - você adivinhou - energia. Os veículos atuais a hidrogênio usam células de combustível para converter a energia química em energia. As células de combustível são muito caras porque são complexas e requerem materiais caros, como a platina.

Podemos contornar isso?

As células de combustível são atraentes porque, em teoria, eles superam as limitações de eficiência associadas aos motores de combustão interna tradicionais. Pense na energia desperdiçada como calor e ruído em um veículo tradicional. Enquanto muitos cientistas estão explorando maneiras de fazer células de combustível mais baratas, minha pesquisa tem uma abordagem diferente:melhorar a viabilidade de motores de combustão interna que usam hidrogênio.

Quais são as vantagens de queimar hidrogênio?

Em primeiro lugar, motores de combustão interna são baratos de fabricar e podem ser facilmente modificados para funcionar com hidrogênio. Tal como acontece com as células de combustível, o principal resíduo é a água, não dióxido de carbono. Também, ao contrário da gasolina, hidrogênio queima bem em "condições de baixo consumo de combustível, "onde há muito mais oxigênio do que combustível. Isso é bom para a eficiência do combustível e também reduz enormemente as emissões de óxido de nitrogênio.

Que tal usar hidrogênio em aplicações estacionárias?

O setor de transporte tem que arcar com o peso da responsabilidade pela redução dos gases de efeito estufa, embora contribua com apenas um terço. Se levamos a sério o combate às mudanças climáticas, precisamos nos afastar dos combustíveis fósseis também em aplicações não veiculares. A ideia de canalizar hidrogênio para casas ou empresas parece rebuscada, mas é possível. A atual infraestrutura de gás natural líquido pode ser modificada para o hidrogênio. A inflamabilidade do hidrogênio apresenta questões de segurança, mas com as disposições certas, essas preocupações podem ser mitigadas - a eletricidade é perigosa, no entanto, todos nós estamos usando isso.