O hidrogénio foi o primeiro composto a ser produzido por Theophratus Bombastus von Hohenheim (1493–1541), alquimista suíço, também conhecido como Paracelsus, misturando metais com ácidos. Paracelsus, no entanto, ignorava que o “ar explosivo” produzido através dessa reacção química fosse o hidrogénio.

Só em 1766, Henry Cavendish reconheceu este gás como uma substância química individualizada. Identificou o gás libertado a partir da reacção de metais com ácidos como sendo inflamável e descobriu que este gás produzia água quando é queimado na presença de ar.

Foi Antonie Lavoisier que, em 1783, deu nome de hidrogénio ao elemento químico e provou que a água é composta de hidrogénio e oxigénio.

 
CICLO DO HIDROGÉNIO:

Água - Por electrólise. A energia electrica necessária para separar o Hidrogénio do Oxigénio pode ser obtida de qualquer fonte de energia renovável (eólica, fotovoltaica, ondas,...)

Biomassa, Biogás, Biodiesel, Amónia - A decomposição e oxidação parcial a alta temperatura e pressão produzem uma mistura de gases rica em hidrogénio;

Gás Natural e outros Hidrocarbonetos - por Reformação;

Algas - A utilização de enzimas gera hidrogénio, em condições anaeróbias;

Hidretos Químicos - elementos que se combinam com átomos de hidrogénio, e que o libertam quando dissolvidos em água (hidretos de lítio, de cálcio, de sódio, borohidretos, entre outros).

O hidrogénio obtêm-se separando-o de outros elementos com que se combina, através de processos que consomem energia.

Os processos mais comuns são:

Electrólise - Ao aplicar-se um potencial eléctrico a dois eléctrodos imersos em água desionizada esta decompõe-se nos seus elementos constituintes: hidrogénio e oxigénio. O hidrogénio é a forma mais eficiente de armazear energia produzida por fontes renováveis.

Reformação - Quando os hidrocarbonetos se decompõem, com vapor de água, a alta temperatura e na presença de um agente catalizador, obtém-se o Hidrogénio.

As tecnologias actuais permitem armazenar grandes quantidades de hidrogénio de três formas: como gás comprimido a elevadas pressões, como hidrogénio líquido a baixas temperaturas (-253ºC) ou dissolvido em substâncias sólidas. Outras formas de armazenamento estão presentemente a ser estudadas.

Hidrogénio Comprimido
O armazenamento em lata pressão (200 Bar), é o mais utilizado.

Hidrogénio Líquido
O hidrogénio passa ao estado líquido a temperaturas inferiores a -235ºC, podendo ser armazenado em câmaras criogénicas com elevadas capacidades;

Hidrogénio em “Esponjas”
Os hidretos metálicos, os nanotubos e nanofibras de carbono, as microesferas de vido e polímeros (plásticos) permitem o armazenamento do hidrogénio de forma segura em pressões baixas (< 10 Bar).

O hidrogénio é usado há mais de 100 anos. A sua produção anual global varia, de acordo com estimativas recentes, entre 600 e 700 biliões de metros cúbicos. Uma grande parte desta produção (60%) destina-se à indústria química e petroquímica.

Em grandes quantidades, o hidrogénio poderá ser transportado por gasodutos e por via rodoviária em camiões cisterna (no estado líquido e gasoso).

- pode ser produzido a partir de diversas fontes de energia (combustíveis fósseis, energia nuclear, energias renováveis), com uma razoável eficiência, desperdiçando pouca energia;

- é facilmente conversível (com elevada eficiência) em calor e electricidade;

- em relação à electricidade, tem a vantagem de ser transportável e armazenável em grande escala.

- é uma substância completamente amigável, a sua utilização em tecnologias adequadas só produz água.

- como qualquer combustível, um manuseamento seguro depende do conhecimento das características físicas e químicas deste. O Hidrogénio manuseado com este conhecimento é um combustível seguro.

Equipamentos de queima, tal como os outros combustíveis, mas a aplicação preferencial para o hidrogénio é em pilhas de combustível que são dispositivos capazes de converter,
de forma limpa e eficiente, Hidrogénio e oxigénio em electricidade e calor.

O Hidrogénio é um elemento chave do novo paradigma energético. É um combustível alternativo aos hidrocarbonetos, gera energia através de uma pilha de combustível o hidrogénio produz directamente energia eléctrica (reagindo com o oxigénio ao ar). O subproduto da reacção é a água.

Uma pilha de combustível é um dispositivo electroquímico que produz electricidade e calor a partir de um combustível (normalmente o hidrogénio, mas certas pilhas podem trabalhar com gases contendo carbono) e oxigénio. Ao contrário do motor convencional, a pilha de combustível faz isto sem queimar o combustível, o que se traduz num processo mais eficiente e menos poluente.

Uma pilha de combustível é constituída por um empilhamento (daí o nome pilha) de células de combustível ligadas em série.

Os tipos de pilha de combustível são classificados consoante o tipo de electrólito (o elemento central de uma pilha de combustível) e a temperatura de funcionamento.

Funcionamento
A célula de combustível consiste em dois eléctrodos, permeáveis por gás e separados pelo electrólito. Várias células são juntas, formando uma pilha, de modo a aumentar a potência eléctrica. De um lado da célula, no ânodo é introduzido o Hidrogénio e do outro lado, no cátodo, o oxigénio.
Vai ocorrer a separação dos átomos de Hidrogénio nos seus componentes, os protões, que têm carga positiva e os electrões, que têm carga negativa. Apenas os protões podem passar, através da membrana, para o lado da célula em que se encontra o oxigénio, combinando-se entre si e originando moléculas de água e libertando calor. Os electrões do Hidrogénio não passam através da membrana e são conduzidos por um condutor produzindo energia eléctrica.

Pilha de combustível vs Bateria
Enquanto uma bateria acumula e liberta energia eléctrica armazenada quimicamente, uma pilha de combustível produz energia a partir da reacção entre um combustível e o ar. Uma bateria, eventualmente irá deixar de ter energia, tendo por isso de ser recarregada ou inutilizada, a pilha de combustível continuará a funcionar e a produzir energia, até que lhe seja interrompido o fornecimento de oxigénio e combustível.

- Edward Daniel Clarke inventou o cano de sopro de gás Hidrogénio em 1819;

- O enchimento do primeiro balão com Hidrogénio, foi documentado por Jacques Charles em 1783;

- O primeiro dirigível alimentado com Hidrogénio foi criado em 1852, por Henri Giffard;

- O conde alemão Ferdinand von Zeppelin utilizou o Hidrogénio em dirigíveis rígidos em 1900, que mais tarde foram chamados de Zeppelins.

- Em 1910 teve inicio o programa de voos regulares tendo sido transportados 35.000 passageiros sem qualquer incidente sério até 1914. Com a eclosão da Primeira Guerra mundial em Agosto de 1914, os dirigíveis a Hidrogénio foram utilizados como plataformas de observação e bombardeadores durante a guerra.

- É um dos elementos mais comuns na Natureza;

- A energia contida em 1kg de H2 equivale a 2,84kg de gasolina;

- A energia eléctrica gerada por 1kg de H2 é de 12kWh é equivalente à energia armazenada em 30 baterias de 12V;

- A primeira utilização do hidrogénio foi em balões e dirigíveis de passageiros;

- A NASA foi pioneira na utilização do hidrogénio em aplicações práticas de pilha de combustível;

- O Hidrogénio foi liquefeito, pela primeira vez, por James Dewar em 1898;

- François Isaac de Rivaz construiu o primeiro dispositivo de combustão interna movido por uma mistura de Hidrogénio e oxigénio em 1806;