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Innovación por el hidrógeno en el sector aeroespacial

O papel do hidrogênio na indústria aeroespacial

A aliança da indústria aeroespacial com a do hidrogênio remonta a décadas e ainda tem um potencial de crescimento significativo. Analisamos, juntamente com Javier Brey, presidente da Asociación Española del Hidrógeno, esse caminho compartilhado e desconhecido.

O hidrogênio é amplamente empregado na indústria espacial desde a corrida internacional dos anos 1960. Este vetor de energia em estado líquido já foi utilizado em missões tão relevantes quanto as que compuseram o histórico programa Apollo. “Esse hidrogênio foi combinado com oxigênio líquido para dar impulso suficiente para os foguetes. Por isso podemos dizer que, graças ao hidrogênio como combustível, o homem conseguiu chegar à Lua”, assegura Javier Brey, presidente da Asociación Española del Hidrógeno (AeH2).

Nos lançamentos espaciais, o primeiro impulso é feito com combustíveis fósseis. Uma vez superada essa fase, utiliza-se o hidrogênio. Esta sinergia entre indústrias surgiu inicialmente das qualidades do hidrogênio, que podia ser recarregado rapidamente e pesava muito pouco devido a sua composição. Além disso, hoje conhecemos outra importante vantagem: quando combinado com oxigênio, gera como único resíduo o vapor de água.

 

Desafios e limitações

O hidrogênio tem também características que podem limitar seu potencial uso na indústria do transporte. “O problema com o hidrogênio líquido é que, se não for mantido muito frio (-253°C), ele tende a evaporar. Ele pode se transformar em estado gasoso e evaporar. Para mantê-lo líquido é preciso conservá-lo a 253 graus abaixo de zero, o que significa que temos que utilizá-lo rapidamente. Isso não era um problema nos foguetes, porque tinham um uso efêmero, mas para as aplicações terrestres e veiculares costuma-se empregar hidrogênio comprimido, que pode permanecer armazenado por longos períodos”, assegura Javier Brey.

Embora a proposta de criar até três protótipos de aviões movidos a hidrogênio até 2035 já esteja sobre a mesa, há outra limitação para esse desenvolvimento: o espaço que ocupa. “O hidrogênio, inclusive líquido, ocupa mais espaço que o combustível fóssil atualmente empregado pelos aviões. Isso nos leva a pensar em maneiras mais eficientes de usá-lo, ou inclusive em outras configurações de aeronave”, afirma o especialista. Esses novos modelos poderiam inverter sua distribuição, deslocando os passageiros para as asas e colocando a maioria do combustível no centro do fuselagem. “De fato, um dos protótipos que o Airbus apresenta é uma espécie de asa delta, com forma triangular”, aponta.

 

Matéria de investigação

Além de seu papel histórico na propulsão, estão sendo finalizados projetos com hidrogênio para a estabilização de estações e veículos espaciais. Células de combustível, usando oxigênio e hidrogênio, dão às tripulações espaciais acesso à água, calor e eletricidade de que precisam para permanecer em órbita. “De fato, a famosa frase “Houston, temos um problema” surgiu porque o suprimento de oxigênio para a célula de combustível do Apollo, que fornecia a energia elétrica, estava falhando”, lembra Brey. Na mesma linha, podemos encontrar eletrolisadores que já são usados, por exemplo, na Estação Espacial Internacional (ISS) ou no Rover Perseverance da NASA, que conseguiu pousar em Marte em 2021.

“Desenvolvemos tecnologia aeronáutica e também temos
uma enorme possibilidade de transferir esses avanços
na área espacial para a indústria civil”

Embora já tenha um papel significativo na corrida espacial, o presidente da Asociación Española de Hidrógeno insiste que o potencial do hidrogênio é enorme. “As células de combustível permitem transformar hidrogênio e oxigênio em água, energia elétrica e térmica. Os eletrolisadores transformam a energia elétrica e a água em oxigênio e hidrogênio. Tudo isso o torna um vetor de energia extremamente flexível, ligado a dois recursos fundamentais do espaço, como a água e o oxigênio”, afirma. Este avanço também está ocorrendo em centros tecnológicos na Espanha, como o INTA, CSIC ou Ciemat.

“Desenvolvemos tecnologia aeronáutica e também temos uma enorme possibilidade de transferir esses avanços na área espacial para a indústria civil, porque um dos maiores desafios que eles enfrentam é a produção em escala. Ou seja, fabricar cada vez mais sistemas de eletrólise, células de combustível, tanques, hidrogênio, compressores, etc., para diminuir custos e para que essas tecnologias sejam cada vez mais comuns e passemos a utilizá-las no nosso dia-a-dia”, diz ele.

Conforme explica a Associação, estamos falando de uma solução transversal a todos os meios de transporte. Já existem empresas que fabricam e comercializam automóveis movidos a hidrogênio. Ele é utilizado em trens de várias velocidades e também na indústria naval. “Os benefícios do uso do hidrogênio renovável são claros: é um combustível limpo que não emite CO2 quando produzido ou consumido, é extremamente versátil, podemos produzi-lo localmente e é uma ferramenta fundamental para descarbonizar setores estratégicos”, insiste seu presidente.

O roteiro para a indústria do hidrogênio se estabelecer é baseado em três pilares:

    1. Produzir cada vez mais, ter usinas de hidrogênio que nos permitam ter esse combustível em qualidade e quantidade adequadas.
    2. Criar a infraestrutura de apoio necessária, como dutos ou estações de serviço.
    3. Investir e fortalecer os centros P&D para que sigam sendo líderes tecnológicos e para que a tecnologia seja transferida para as empresas.

Como reitera Javier Brey, o hidrogênio não é exclusivo de empresas de um determinado porte ou de determinados setores, mas está cada vez mais integrado no mercado. “Estamos vivendo em um ponto de inflexão importante. Estamos transformando o que eram intenções, ideias e previsões em projetos tangíveis, em realidades, para mostrar que realmente o hidrogênio é uma grande oportunidade para todos”, conclui.

 

Colaborou neste artigo…

Javier Brey é Engenheiro formado pela Universidade de Sevilha e PhD pela Universidade Pablo de Olavide, em Sevilha. Escreveu sua tese de doutorado sobre Economia do Hidrogênio.

Em 1998, iniciou sua trajetória profissional no âmbito do hidrogênio e das células de combustível na empresa Abengoa. Em 2016, deixou a Abengoa para criar e dirigir H2B2, uma empresa tecnológica orientada à produção limpa de hidrogênio mediante a eletrólise polimérica.

É presidente da Asociación Española del Hidrógeno (AeH2), vice-presidente da Asociación Española de Pilas de Combustible (Appice) e secretário da Plataforma Tecnológica Española del Hidrógeno (PTE-H2). Também é professor na Universidade Loyola.

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