Technological trends of fuel cells for the use of petroleum and natural gas derived hydrogen

O uso do hidrogênio como energético foi cogitado na segunda metade dos anos 1970, durante a Crise do Petróleo, mas a redução dos preços do petróleo em meados dos anos 1980 fez com que esta alternativa e outras propostas de energias alternativas se tornassem economicamente inviáveis, reduzindo em muito o interesse na tecnologia e economia do hidrogênio. Um interesse maior pelo uso do hidrogênio como energético voltou a ocorrer em meados dos anos 90, com o aumento das preocupações ambientais, principalmente pelos Estados Unidos, para alternativas ao Protocolo de Quioto. O objetivo geral deste trabalho é identificar o tipo de célula a combustível e a fonte de energia para obtenção do hidrogênio mais pesquisada, no período compreendido entre os anos de 1970 e 2006, bem como verificar os recursos governamentais destinados para programas de P&D em hidrogênio e células a combustível. A metodologia utilizada foi a bibliometria em que a identificação do tipo de célula a combustível e da fonte de energia para obtenção do hidrogênio baseou-se na busca de um conjunto de periódicos científicos de grande circulação, reunindo registros sobre artigos científicos do mundo inteiro. Dessa forma, foi possível identificar a quantidade de artigos, o ano de publicação, o país onde foi realizada pesquisa, o tipo de célula a combustível e a fonte de energia para obtenção do hidrogênio mais pesquisada. Em relação aos recursos governamentais destinados a programas de P&D a pesquisa baseou-se na análise de um conjunto de documentos governamentais de diversos países. A análise descrita neste trabalho se pautou na consulta de 3.501 artigos e possibilitou constatar que o uso energético do hidrogênio nunca foi tão pesquisado e proposto como solução de vários problemas do atual quadro energético de muitos países. A importância dada a esta alternativa varia de país para país, predominando o interesse dos países mais desenvolvidos como Estados Unidos, Japão, Alemanha, Reino Unido, Canadá. Os resultados indicaram um interesse maior no uso automotivo das células a combustível. Sendo esta a aplicação principal para as células a combustível constata-se um maior interesse nas células tipo PEM, mais adequadas a esta aplicação, seguida da célula tipo SOFC. Verifica-se que a produção de hidrogênio a partir dos combustíveis fósseis tem sido feita de forma mais intensiva pelos Estados Unidos, Japão, Alemanha, Reino Unido, Canadá, Noruega. A consulta dos artigos científicos indicou que as fontes renováveis utilizadas para produção de hidrogênio são etanol, metano (biogás), biodiesel e vento. Os países identificados com maior interesse neste tipo de fonte de energia para produção de hidrogênio são Estados Unidos, Alemanha, Canadá, Reino Unido, Países Baixos e JapãoThe use of hydrogen energy was considered in the second half of the 1970s, during the Oil Crisis, but the reduction of oil prices in the mid-80s made this alternative and other proposals for alternative energy sources become economically unviable and greatly reduced the interest in the hydrogen technology and economy. A greater interest in the use of hydrogen as an energy Carrier emerged again in the mid 1990s with increasing environmental concerns, particularly in the United States, as an alternative to the Kyoto Protocol. The main objective of this study is to identify the types of fuel cells and energy sources for obtaining hydrogen in the period between 1970 and 2006, and to verify government funding allocated to R&D programs in hydrogen and cells fuel. Bibliometrics was the methodology employed to identify the type of fuel cell and energy source for obtaining hydrogen and was based on the search for a set of scientific journals of wide circulation, gathering records on scientific articles worldwide. The bibliometrics analysis allowed the identification of the number of articles, the year of publication, the country where research was conducted, the most researched type of fuel cell and power source for obtaining hydrogen. This study was based on an analysis of a number of government documents from various countries (U.S., European Union, Japan and Brazil). The analysis of these documents led to the verification of the government funding allocated to R&D programs in hydrogen and fuel cells. The analysis described in this work was based on the consultation of 3501 articles and allowed to verify that in the period known as the "Oil Crisis" the number of publications for the keywords hydrogen and fuel cell was small, but that from 1992 on, it was observed a growing number of publications for these keywords. The results indicate that the interest is greater in PEM fuel cells, followed by SOFC; and the largest number of applications refers to automotive use. Concerning the hydrogen generation, results indicated an interest in fossil fuels when compared individually with renewable energy sources. The following renewable energy sources were found in the analyzed papers: ethanol, methane, wind, biodiesel. The countries that are more interested in this type of energy source for hydrogen production are the United States, Germany, Canada, the United Kingdom, the Netherlands and Japa