- Dentre os processos de obtenção do gás hidrogênio, é correto afirmar, exceto:
a. As limitações dos processos de biofotólise e fermentação fazem com que o processo eletrolítico seja o mais largamente utilizado, dentre as fontes produtoras renováveis.
b. Duas limitações do processo de obtenção do
por fermentação são a produção de resíduo sólido pela biodigestão do material orgânico e também a produção de CO 2 .
c. Os processos eletrolítico, biofotólise da água e fermentação são processos de produção de H 2 por fontes renováveis.
d. No processo de obtenção de H 2 por reforma a vapor, é interessante que a razão
seja baixa.
e. A biofotólise da água envolve a produção do H 2 por algas e cianobactérias e para acontecer depende da incidência de luz.
a. As limitações dos processos de biofotólise e fermentação fazem com que o processo eletrolítico seja o mais largamente utilizado, dentre as fontes produtoras renováveis.
b. Duas limitações do processo de obtenção do
c. Os processos eletrolítico, biofotólise da água e fermentação são processos de produção de H 2 por fontes renováveis.
d. No processo de obtenção de H 2 por reforma a vapor, é interessante que a razão
e. A biofotólise da água envolve a produção do H 2 por algas e cianobactérias e para acontecer depende da incidência de luz.
Passo 1
O enunciado pede: identificar a alternativa que está incorreta (marca “exceto”) dentre as opções dadas sobre processos de obtenção de hidrogênio. Vou listar claramente o que cada alternativa diz (mantendo exatamente as ideias, com os símbolos químicos em TeX):
a. As limitações dos processos de biofotólise e fermentação fazem com que o processo eletrolítico seja o mais largamente utilizado, dentre as fontes produtoras renováveis.
b. Duas limitações do processo de obtenção do por fermentação são a produção de resíduo sólido pela biodigestão do material orgânico e também a produção de
.
c. Os processos eletrolítico, biofotólise da água e fermentação são processos de produção de por fontes renováveis.
d. No processo de obtenção de por reforma a vapor, é interessante que a razão
seja baixa.
e. A biofotólise da água envolve a produção do por algas e cianobactérias e para acontecer depende da incidência de luz.
b. Duas limitações do processo de obtenção do
c. Os processos eletrolítico, biofotólise da água e fermentação são processos de produção de
d. No processo de obtenção de
e. A biofotólise da água envolve a produção do
O objetivo é escolher qual dessas afirmações está errada.
Passo 2
Analisando a alternativa (a). Primeiro, recapitular o que é eletrólise: é a decomposição da água em hidrogênio e oxigênio usando energia elétrica. A reação global da eletrólise é, em bloco:
(explicação: a energia elétrica fornece a energia necessária para quebrar as ligações da água; o processo é fácil de controlar e pode ser alimentado por eletricidade renovável como eólica ou solar). As rotas biológicas como biofotólise e fermentação têm limitações de escala, rendimento e necessidade de biomassa/condições biológicas, por isso, entre as fontes renováveis disponíveis hoje, a eletrólise é uma rota amplamente adotada quando se quer hidrogênio “verde”. Conclusão: a afirmação (a) está correta.
Passo 3
Analisando a alternativa (b). Explicar fermentação (no contexto de produção de
): em fermentação escura (dark fermentation), microrganismos decompõem açúcares gerando
,
e outros produtos orgânicos; um exemplo simplificado é:
Além disso, na biodigestão fica resíduo sólido (digestato) que precisa ser tratado. Portanto produzir
e gerar resíduos sólidos são limitações reais desse processo. Conclusão: a afirmação (b) está correta.
Passo 4
Analisando a alternativa (c). Verificar se os três processos citados podem ser considerados de fontes renováveis:
- Eletrólise: se a eletricidade vier de fontes renováveis (solar, eólica, hidráulica), então o hidrogênio produzido é considerado renovável/verde.
- Biofotólise: processo biológico usando algas/cianobactérias que, com luz, dividem a água gerando
. - Fermentação: usa biomassa (resíduos orgânicos) — também rota renovável/biológica.
Logo esses três são rotas associadas a fontes renováveis (com ressalvas técnicas), portanto (c) está correta.
Passo 5
Analisando a alternativa (d). Aqui precisamos explicar reforma a vapor (steam methane reforming, SMR) e o conceito da razão
.
Reação básica de reforma a vapor (exemplo com metano):
Depois frequentemente aplica-se a reação de deslocamento água-gás (water-gas shift) para converter CO em
e obter mais
:
Observe que a etapa de reforma já fornece uma razão inicial
relativamente alta (por exemplo,
na reação direta do metano acima), e a reação de deslocamento aumenta ainda mais a produção de
. Na prática, para aplicações que exigem hidrogênio (ex.: células a combustível ou síntese química que demanda muito
), é desejável uma razão
alta — não baixa. Uma razão baixa significaria pouco
relativo a CO, o que é indesejável quando o objetivo é obter muito
. Portanto a frase “é interessante que a razão
seja baixa” está incorreta: o correto é que se busca uma razão alta (ou, quando se precisa, realiza-se o deslocamento água-gás para aumentar a razão). Conclusão: a afirmação (d) está errada.
Passo 6
Analisando a alternativa (e). Explicar biofotólise: é um processo em que algas ou cianobactérias usam a luz para, via sistemas fotossintéticos, gerar
pela divisão da água ou por via de metabolismo fotossintético acoplado. Portanto a dependência da incidência de luz e o envolvimento de algas/cianobactérias é correto. Conclusão: (e) está correta.
Passo 7
Resumo das conclusões dos passos anteriores:
- (a) correta;
- (b) correta;
- (c) correta;
- (d) incorreta (afirmação falsa);
- (e) correta.
Portanto a alternativa que responde ao “exceto” (a incorreta) é a alternativa (d).
Resposta
d.