A célula de hidrogênio, também chamada de célula a combustível, combina quimicamente hidrogênio e oxigênio para produzir energia elétrica e água. É um equipamento que provoca uma reação eletroquímica entre os dois gases.
As perspectivas de crescimento do uso do hidrogênio para as mais diversas aplicações na sociedade são bem consideráveis. “Ao poder ser produzido com baixo impacto de carbono, o hidrogênio se torna extremamente atrativo nos dias atuais para combater a degradação do meio ambiente” ” – afirma Rodrigo Jorge, diretor-geral da Air Liquide Brasil. 
“O Brasil desempenha papel-chave na iniciativa mundial de descarbonizar o planeta nas próximas décadas porque tem vantagem competitiva sobre seus concorrentes, que é a abundância em recursos limpos para gerar a energia necessária a fim de produzir o hidrogênio verde, como vento e sol para energia eólica e solar, respectivamente, além de hidrelétricas – a matriz energética é 83,7% renovável. Diferentemente do que acontece na Europa, no Brasil a energia limpa é abundante, diversificada e barata” – aponta Mauricio Rossi, diretor de vendas e da Unidade de Negócios New Power da Cummins. 

Cores
O hidrogênio é um gás incolor e inodoro. Sua existência se associa, na maior parte das vezes, à combinação com outros elementos, principalmente na forma de água e hidrocarbonetos, como gás natural, carvão e petróleo. Para ser utilizado como combustível, o hidrogênio precisa ser separado dos elementos aos quais está associado, em um processo que consome grande quantidade de energia. 
Dependendo do elemento do qual foi extraído, o hidrogênio é identificado com uma cor:
• Hidrogênio cinza: cerca de 95% de todo o hidrogênio gerado no mundo é cinza. Ele é produzido a partir de gás natural em geral pelo processo de reforma a vapor, responsável pela liberação de grandes quantidades de dióxido de carbono (CO₂) para a atmosfera, o que contribui para o aquecimento global;
• Hidrogênio azul: demanda o consumo de combustíveis fósseis, produzido também pelo processo de reforma a vapor do gás natural, só que com a captura e o armazenamento do dióxido de carbono (CO₂) liberado na produção do hidrogênio cinza, visando ter menor pegada de carbono;
• Hidrogênio verde: processo de produção do hidrogênio como combustível limpo que utiliza energia renovável limpa – solar, hidrelétrica, eólica ou uma combinação delas, ou seja, com zero impacto ambiental; 
• Hidrogênio marrom: criado por meio da gaseificação do carvão.
Fontes: Air Liquide Brasil, Cummins e site www.iberdrola.com/sustentabilidade/hidrogenio-verde.

Diversificação
Ainda precisamos entender por que continuamos em pleno século 21 gerando energia a partir da combustão, causadora de grandes problemas de poluição ambiental. Além disso, é um processo de baixa eficiência energética que utiliza combustível fóssil, o qual não é renovável. 
Gerar hidrogênio por meio de eletrólise da água é uma solução que utiliza a corrente elétrica para separar o hidrogênio do oxigênio existente na água. Se a eletricidade vier de fontes renováveis, será produzida energia sem emissão de dióxido de carbono (CO₂) na atmosfera. Quando este gás é produzido por combustíveis fósseis, origina 830 milhões de toneladas por ano de CO₂. A Agência Internacional de Energia (AIE), citada pelo site Iberdrola, aponta que, com o uso de eletrólise, toda esta quantidade de dióxido de carbono seria suprimida da atmosfera. 
A diversificação energética, que inclui motores elétricos, propulsores a diesel e a gás mais limpos, células de combustível e, principalmente, a hidrogênio, será essencial no contexto carbono zero para o Brasil. “A grande questão ainda é o alto custo do ponto de vista comercial da célula de combustível, o que, em contrapartida, tem sido o propósito da Cummins quando falamos em investimentos” – revela Rossi.

Nos estudos e descobertas, a célula de combustível faz parte de uma das soluções do futuro. Nas pesquisas mais recentes da Cummins, por exemplo, os veículos à bateria serão uma ponte para os que utilizam células de combustível e hidrogênio. Alternativas ao diesel, os veículos elétricos, carregados por bateria, já são realidade e vão permitir 100% de redução dos particulados e de toda a contaminação existente hoje. “O futuro está no hidrogênio! Se pensarmos em cinco a sete anos, é possível que o grau de competitividade do veículo movido à célula de combustível passe a ser maior do que o elétrico, invertendo o quadro atual” – avalia Rossi.
Resultados com as células de hidrogênio:
• A combustão é limpa, livre de particulados e dióxido de carbono (CO₂), contribuindo para a descarbonização; 
• O processo de eletrólise é limpo. A água é utilizada como combustível e a eletricidade gerada por fontes renováveis, a eólica ou fotovoltaica; 
• Há redução da dependência de uso de energia dos meios convencionais “não verdes”. 
Fonte: Cummins.
Com a compra da Hydrogenics, no Canadá, o objetivo agora é o uso do hidrogênio como combustível de propulsão para os veículos que utilizem célula de combustível. A empresa traz ao mercado brasileiro nova linha de módulos de células de combustível que oferece múltiplas opções que podem ser combinadas para adequar ao projeto do cliente. 

Fazer seu próprio combustível
Há também boas perspectivas para o uso industrial do hidrogênio. O eletrolisador é um equipamento que produz hidrogênio por processo químico de eletrólise que quebra as moléculas da água em hidrogênio e oxigênio através da eletricidade, gerando hidrogênio à base de água e energia. A Cummins dispõe, hoje, no Brasil, de três modelos de eletrolisadores para as indústrias de geração de energia: o HySTAT®-100 (1MW), o HyLYZER®-500 (10MW) e o HyLYZER®-1000 (50MW). 
Na perspectiva da empresa, o cenário mais econômico é de que o transportador tenha um eletrolisador produzindo seu próprio combustível e o utilize em sua frota de veículos. 
A célula de hidrogênio é parte da eletrificação, mas não requer uma tomada, como acontece com o veículo elétrico. 

A Cummins anunciou, recentemente, a compra da Nprox, fabricante de tanques para armazenamento de hidrogênio. O objetivo é trazer mais um pacote de soluções para o hidrogênio verde: módulos de célula de combustível, eletrolisadores e tanque para armazenamento.
Com os novos eletrolisadores, por meio de painel solar ou conversor eólico, é possível gerar a energia elétrica verde para a produção do seu próprio hidrogênio. A Cummins faz o processo de eletrólise por meio da membrana PEM (troca de prótons) e de membranas convencionais. Os novos equipamentos de geração de hidrogênio podem ser usados em diversas aplicações: veicular, indústria petroquímica, fertilizantes, entre outras. 

Aplicações 
O hidrogênio já é utilizado em grande escala pelas indústrias para algumas aplicações e como fonte energética.
Automotiva e transporte: o hidrogênio reage com o oxigênio para produzir um acabamento brilhante em peças de aço. Ele também atua como um excelente gás de têmpera industrial devido à sua alta capacidade de transferência de calor. É usado ainda como combustível para os veículos.
Energia: usado para impulsionar tudo. Exemplo: veículos de passageiros movidos a células de combustível, ônibus e empilhadeiras.
Refino: é essencial na indústria de refino atual para transformar óleos crus pesados em óleos refinados e ajudar a atender às rígidas especificações de combustíveis para transporte.
Metal-mecânica: usado para melhorar as operações de solda de plasma e corte, o gás hidrogênio é geralmente misturado com argônio para soldagem de aço inoxidável.
Fonte: Cummins.
Outras diversas aplicações industriais: 
• Setor de tratamentos térmicos;
• Remoção de enxofre de combustíveis nos processos de refino de petróleo;
• Matéria-prima na indústria química; 
• Análises cromatográficas; 
• Setor alimentício. 
No futuro, o hidrogênio tem potencial muito importante em outras frentes, entre elas:
• Armazenagem de energia renovável para uso durante picos de consumo ou horários nos quais a energia renovável não está sendo produzida; 
• Na mobilidade, utilizado como combustível para veículos leves em regiões urbanas; 
• No transporte pesado, tanto rodoviário quanto marítimo;
• Como combustível de aviões, exercendo papel preponderante na descarbonização da indústria de transporte aéreo. 
Outras possíveis aplicações futuras do hidrogênio: 
• Uso como vetor energético ou mesmo matéria-prima com baixo teor de carbono, na forma de hidrogênio, metanol ou amônia verde. 
Fonte: Air Liquide Brasil. 
 

Contato das empresas
Air Liquide Brasil: www.airliquide.com
Cummins: www.cummins.com