Carro elétrico sem recarga: como funciona a célula de combustível

A alternativa às baterias dos carros elétricos são as pilhas de combustível alimentadas por hidrogênio. Uma tecnologia dos anos 60 que vive principalmente graças aos japoneses

célula de combustível

Alternativa às baterias dos carros elétricos, a chamada célula de combustível (ou pilha de combustível) usa o gás hidrogênio para produzir a corrente elétrica. Idealizada inicialmente em 1839 pelo químico gaulês William Robert Grove, a tecnologia foi utilizada pela primeira vez na cápsula espacial Gemini, da Nasa, em 1962, para só chegar a um automóvel em 1997: no Mercedes-Benz Necar 3, o hidrogênio era extraído do metanol, em um método que acabou sendo abandonado.

célula de combustível(CLIQUE NA IMAGEM PARA AMPLIAR)

TROCA DE PRÓTONS Os dois prótons H+ obtidos na divisão da molécula de hidrogênio H2 passam por uma membrana de troca de prótons e produzem o cátodo

Hoje, as fuel-cells (como são conhecidas em inglês) estão em carros vendidos no Japão, nos EUA e na Europa, como o Hyundai Nexo, o Honda FCX (cujo protótipo de 2006 custou US$ 1 milhão e hoje tem leasing de US$ 370 mensais) e o Toyota Mirai – que já avaliamos aqui na MOTOR SHOW (clique para ler). E também em carros da Mercedes, que pretende vender o GLC F-Cell em breve. Uma vantagem da pilha de combustível em relação à bateria do lítio é que para abastecer (no caso do gás) são necessários poucos minutos, enquanto o tempo de recarga dos elétricos, por mais rápido que seja a fonte, ainda é prolongado. A célula de combustível é uma alternativa interessante para veículos pesados, projetados e destinados a percorrer longas distâncias.

O verdadeiro problema do hidrogênio está na sua extração e distribuição: apesar de ser o elemento mais abundante da natureza, ele está sempre ligado a algum outro elemento químico. É um vetor energético, e não de uma fonte de energia, porque, para separá-lo de outros elementos, é preciso realizar processos que usam energia. Assim, o ciclo completo, por enquanto, ainda é mais eficiente no caso do carros elétricos a bateria. No ciclo de vida completo, porém, o impacto ambiental da produção ao descarte, as emissões são equivalentes. Mas hoje só há cerca de 350 postos de hidrogênio no mundo todo. É pouco.

 

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Como funciona: A REAÇÃO QUÍMICA

Uma célula de combustível funciona como uma bateria, usando gases hidrogênio e oxigênio como reagentes. A molécula de hidrogênio é dividida em dois prótons, que passam através de uma membrana de troca de prótons e atingem o cátodo, e dois elétrons no ânodo. Os subprodutos são água e calor. Hoje, o hidrogênio é obtido do metano em um processo químico chamado reforming, que, porém, não garante melhor eficiência ambiental – mas melhora quando faz a eletrólise da água com eletricidade de fontes renováveis, como no Brasil.

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ABASTECENDO: ALTA PRESSÃO

Os carros a hidrogênio atuais (à direita, o novo Mercedes GLC F-Cell) têm tanques de fibra de carbono capazes de armazenar o gás a uma pressão de 700 bar. Para remediar o atraso com o qual a pilha de combustível responde às solicitações de energia, há uma bateria reserva: neste Mercedes, ela é maior que o estritamente necessário e recarregável na rede elétrica, tornando o carro um plug-in, com autonomia de 49 km na bateria. A carga de gás (de exatos 4,4 kg) é concluída em apenas três minutos.

 

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