Os Veículos Movidos a Células Combustíveis de Hidrogênio

Veículos Movidos a Células Combustíveis de Hidrogênio

Felix de Oliveira Pereira           RA: 201500651

        Introdução

O século XX foi marcado pelo uso crescente de veículos automotores, desde então os combustíveis derivados do petróleo foram os principais combustíveis utilizados nos veículos, com isso veio a freqüência de episódios críticos de poluição do ar, o aumento das preocupações com o aquecimento global e a busca de desenvolvimento de combustíveis alternativos.

Os veículos automotores emitem gases que podem ser classificados em duas categorias: os inertes que são inofensivos à saúde e ao meio ambiente e os poluentes ou tóxicos. Atualmente, os gases inertes representam cerca de 99% das emissões, enquanto os gases tóxicos, menos de 1%.

A indústria automotiva foi modernizando  a tecnologia dos motores, buscando uma queima mais eficiente dos combustíveis e uma redução da emissão de gases. Uma mudança feita em motores a gasolina veio na utilização dos sistemas de injeção eletrônica de combustível, em substituição aos carburadores, e a introdução dos filtros catalisadores. Com a larga utilização dessas duas tecnologias, foi possível reduzir a emissão de gases tóxicos em cerca de 90%, o que contribuiu para a significativa melhoria na qualidade do ar.

Durante a queima do material combustível é emitido na atmosfera  o dióxido de carbono (CO2), que é um dos principais gases responsáveis ao efeito estufa. Para reduzir a emissão de CO2 na atmosfera foram desenvolvidos veículos movidos a motores elétricos e utilização de combustiveis alternativos (gás natural, biodiesel e álcool).

Os veículos elétricos são fabricados desde o início do século XX e sua  utilização traz várias vantagens como : ter um baixo nível de ruído, fazendo com que a condução do carro elétrico seja bastante agradável, além de ter uma grande eficiência energética.

 

O grande problema do uso do motor elétrico, mesmo com os avanços tecnológicos  é  a durabilidade da bateria, sendo que as melhores tecnológias em termos de capacidade de carga (baterias de lítio) têm problemas de durabilidade. Elas diminuem sua capacidade de carga com o passar do tempo (pelo menos 10% ao ano), tornando-se inviáveis em 4 ou 5 anos. Outro ponto negativo é o tempo de recarga, as tecnologias atuais de baterias, pedem que a recarga seja lenta para aumenar sua vida útil.

Para solucionar os problemas enfrentados pelos veículos elétricos foi desenvolvido o veículo elétrico híbrido. O primeiro modelo híbrido elétrico  lançado comercialmente foi o Toyota Prius, em 1997, que possuía um motor de combustão interna, normalmente a gasolina, e um motor elétrico que permite reduzir o esforço do motor de combustão e assim reduzir os consumos e emissões.

Ainda em busca de uma fonte de energia alternativa, a Toyota lançou em 2015 o primeiro carro fabricado em série utlizando células de combustível, o Toyota Mirai. A tecnologia vinha sendo desenvolvida desde o ano de 1992 pela montadora. Esta inovação representa, atualmente, a opção mais alinhada com o conceito de emissão zero de gases de efeito estufa (Andrade, 2015).

Basicamente, uma célula de combustível é um aparelho que produz carga elétrica por reação química. Nesse aspecto parece uma bateria, mas enquanto esta usa química no seu interior, a fonte de energia da célula de combustível é externa, usando hidrogênio (guardado no tanque) e oxigênio. Os átomos destes elementos interagem, gerando energia utilizável e calor, e o produto final, em vez de gases de escape, é apenas vapor de água.

 Essa parece ser a forma ideal de se viabilizar a utilização dos carros elétricos sem os problemas e as limitações dos veículos elétricos a bateria.

O objetivo deste trabalho é apresentar o funcionamento de células combustíveis de hidrogênio em veículos elétricos, assim como todos seus banefícios e mostrar, fazendo uma comparação com outras fontes de energia que são aplicadas em veículos, que esta é a melhor técnologia para ser utilizada nos futuros veículos.

Metodologia

Para o desenvolvimeto deste trabalho foi feita a partir de pesquisa aplicada, de modo exploratório e descritivo. Os resultados serão apresentados pela coleta de dados, incluindo revisão bibliográfica, além de estudo de caso.