Deste modo, existe cada vez mais a necessidade de recorrer a energias alternativas para satisfazer as necessidades da população mundial.
Actualmente enfrentamos uma transição entre as energias fósseis (com impactes ambientais consideráveis, devido principalmente às emissões de CO2) para as energias alternativas renováveis.
Surge assim, como alternativa energética o hidrogénio (H2).
Na exploração de fontes alternativas e mais sustentáveis de energia, o hidrogénio é considerado um vector energético viável (Kapdan e Kargi 2006).
O hidrogénio é o elemento químico mais simples e mais abundante no Universo, tem um elevado conteúdo energético (143 KJ/g), que é cerca de 2.75 vezes superior ao dos hidrocarbonetos pesados, e a sua utilização como energia alternativa sustentável apresenta um grande potencial, pois tem zero emissões de gases nefastos para o ambiente, formando apenas água quando ocorre a sua combustão.
Para a produção de hidrogénio existem vários métodos que podem ser utilizados, tais como:
- Produção a partir de combustíveis fósseis e de biomassa agrícola ou florestal;
- Produção a partir da água por métodos “não-biológicos” (processos térmicos, termoquímicos, electrólise ou fotoelectrólise da água);
- Produção biológica de hidrogénio (produção de H2 através da fermentação de compostos orgânicos ou fotoprodução de H2 por microrganismos).
A produção biológica de hidrogénio a partir de biomassa e/ou da fracção biodegradável de resíduos, para utilização de biocombustíveis, é também denominado de Biohidrogénio (DL 62-2006 de 2 1 /3).
Existem vários tipos de microrganismos que podem ser utilizados para a produção de H2, tais como: os anaeróbios, aeróbios, bactérias fotossintéticas e cianobactérias.
Uma das vantagens da produção de hidrogénio por via biológica, relativamente aos processos químicos convencionais, é a capacidade dos microorganismos seleccionarem o seu substrato, mesmo quando este se encontra numa mistura de outros compostos.
Outra das vantagem deste processo, é que as temperaturas e pressões de operação são muito similares à temperatura e pressão atmosféricas.
Os grandes bio-processos utilizados para a produção de hidrogénio podem ser classificados em três categorias principais:
2. Dark-Fermentation durante a fase acidogénica da digestão anaeróbia da matéria orgânica.
3. Processos de duas etapas, dark e photo-fermentation.
Contudo, este processo apresenta algumas limitações (a inibição da enzima hidrogenase, em presença do oxigénio e o facto de não utilizar resíduos como substrato – (Kapdan e Kargi, 2006)).
Em relação a este último aspecto, a foto fermentação no escuro é considerada vantajosa, devido ao facto da produção de hidrogénio poder ser realizada a partir de resíduos, associando dois factores: a produção de “energia limpa” e o tratamento de um efluente (Kapdan e Kargi, 2006).
Esquema dos vários tipos de Bio-processos. Fonte: (Kotay e Das,2007)
A produção de Bio-hidrogénio é viável e está demonstrada, mas ainda não existe tecnologia comercialmente disponível, e há várias questões práticas relacionadas com a possibilidade do desenvolvimento de aplicações comerciais.
Um dos cenários que se apresenta promissor a nível da produção de hidrogénio é a sua associação à geração descentralizada de energia, acoplando produção e utilização in-situ.
Várias empresas deste ramo, como por exemplo a Opel e a Daimler-Chrysler, têm desenvolvido protótipos.
Outras das aplicações possíveis são: a produção de amónia, a hidrogenação de gorduras vegetais, produção de gás para maçarico para soldas a altas temperaturas, a produção de combustível para vaivéns espaciais, a produção de ácidos, produção de células de combustível e utilizado como meio refrigerador em geradores eléctricos e em processos de hidrogenação.
A engenharia genética poderá contribuir com o desenvolvimento de novos sistemas biológicos mais eficientes, aumentando a viabilidade do Biohidrogénio.
