Mais do que ficção científica, as células de hidrogénio estão a chegar brevemente ao carro que conduz. Saiba como funcionam.
A bateria de hidrogénio parece ficção científica para si? Quer saber mais? Começamos com o básico. A célula de hidrogénio é usada em um carro elétrico e substitui a bateria volumosa, pesada, cara e carregada na rede, por um sistema eletroquímico relativamente pequeno, leve e caro que produz eletricidade a bordo. Continuamos?
Como funciona a célula de hidrogénio ou célula de combustível
A célula de hidrogénio, também chamada de célula ou pilha de combustível, é, por assim dizer, unidade de energia do sistema. Nele, o gás hidrogénio retirado de um tanque pressurizado a bordo reage com um catalisador, normalmente feito de platina. O processo extrai os eletrões do hidrogénio, libertando-os para criar a eletricidade que flui pelo motor elétrico para alimentar o carro.
Depois disso, os eletrões voltam para a célula de combustível, onde encontram o hidrogénio pai na presença de oxigénio que é extraído do ar ambiente. São misturados em uma proporção de dois átomos de hidrogénio para um de oxigénio. Exatamente: H2O ou água, que é responsável pelo arrefecimento da bateria (todas essas moléculas excitadas produzem muito calor) antes de sair do veículo pelo escape, na forma de uma combinação de vapor e água destilada.
Uma célula de combustível não produz tantos eletrões, então os fabricantes unem dezenas de células retangulares planas em uma pilha de células de combustível para obter energia suficiente para abastecer um carro. A célula atua como uma bateria, libertando eletricidade em um fluxo constante para alimentar o motor elétrico do veículo e os componentes eletrónicos auxiliares.
As pilhas de células de combustível são normalmente dimensionadas para produzir um pouco mais de energia do que o veículo pode usar em condições normais de aceleração e cruzeiro. O excesso, aumentado pela eletricidade do sistema de travagem regenerativa do veículo, é armazenado em uma pequena bateria de íon-lítio para ser usada quando o veículo precisar de um pouco de energia extra.
Uma vez que a pilha de células de combustível cumpre a sua função, o veículo funciona como qualquer outro veículo de tração elétrica na estrada, desfrutando de um comportamento silencioso e grande aceleração, graças à grande quantidade de torque que o motor elétrico produz.
O uso de hidrogénio como combustível
Os veículos a célula de combustível não precisam de gasolina ou diesel, nem têm tomada de carga como os elétricos convencionais (como já falamos, são elétricos, mas não se recarregam com eletricidade).
Este tipo de veículo usa hidrogénio como “combustível”, produz zero emissões pelo escape e pode viajar cerca de 500 quilómetros ou mais com uma única recarga e o seu processo de reabastecimento é um pouco mais lento do que o de um carro a combustão normal, entre três a cinco minutos, mas muito menos do que o exigido por um carro elétrico, em que falamos de horas para uma carga completa.
Os veículos a hidrogénio já existem há muito tempo, mas a sua popularização tem um pequeno grande problema: a escassa presença de postos de abastecimento de hidrogénio.
Alto custo de aquisição de veículos a hidrogénio
Outra das dificuldades encontradas, ao momento, neste tipo de veículo com célula de combustível é o alto custo de aquisição. São desenvolvimentos caros com tecnologia cara e não são produzidos em grandes séries, o que os impede de serem lucrativos. Tendência que, aos poucos, como está a acontecer com o carro elétrico, será revertida.
A complexidade da produção de hidrogénio
O hidrogénio é o elemento mais comum do planeta, portanto não há necessidade de nos preocuparmos com sua escassez. No entanto, raramente existe como hidrogénio livre, geralmente está ligado a outro elemento, como o hidrogénio na água ou no gás natural.
Parte do hidrogénio é fabricado no local em alguns postos de abastecimento que usam eletrólise para separar as moléculas de hidrogénio da água. A eletricidade para esse processo pode vir de painéis solares ou da rede elétrica local.
A maior parte do hidrogénio para combustível é fabricado em grandes fábricas de processamento, as mesmas que atendem à indústria do petróleo. O hidrogénio é transportado por camiões para as estações e armazenado em grandes tanques acima do solo.
Segurança máxima
Uma das preocupações naturais é se um carro com célula de combustível pode ser perigoso. A resposta curta é que o hidrogénio é quase tão seguro quanto a gasolina que agora colocamos nos tanques de combustível da maioria dos veículos. Na verdade, um tanque de gasolina médio contém três a quatro vezes mais energia e poder explosivo do que um tanque de hidrogénio convencional.
Diversos testes, tanto em colisões como em explosões, mostraram que a segurança dos carros a hidrogénio é superior à dos carros a combustão, graças às propriedades do hidrogénio, que, pesando menos, se dissipa mais rapidamente na atmosfera.
O hidrogénio ou célula a combustível pode ser o grande futuro da indústria automóvel e de transportes pelos seus grandes benefícios ambientais e pela abundância de hidrogénio, embora, por enquanto, enfrente dificuldades como a escassa presença de áreas de abastecimento, a tímida aposta das marcas de automóveis e do alto preço dos veículos.
