Carros a hidrogênio explicados: células de combustível, eficiência e emissões zero
Implementação dos veículos sendo dificultada pela falta de infraestrutura de tecnologia
Toyota Mirai 2019
FREDERIC J. BROWN / AFP via Getty Images
Quando o Secretário de Negócios Kwasi Kwarteng revelou a primeira Estratégia de Hidrogênio do Reino Unido no mês passado, ele disse que o combustível tinha o potencial de transformar a forma como abastecemos nossas vidas.
Uma dessas transformações já está sendo vista no automobilismo. De tão longe quanto o Segunda Guerra Mundial , os técnicos usaram gás hidrogênio para alimentar veículos como uma alternativa mais limpa à gasolina.
O interesse e o investimento em tecnologia de hidrogênio para uso em carros aumentaram significativamente desde a década de 1990. E com o governo tendo confirmado que as vendas de novos carros a gasolina e diesel serão proibidas no Reino Unido a partir de 2030, mais financiamento está definido para chegar.
A tecnologia
Os carros movidos a hidrogênio não contêm motores de combustão. Em vez disso, a chave para um carro a hidrogênio é a célula de combustível, disse Condução Elétrica .
O gás entra na célula de combustível de um tanque e se mistura com o oxigênio para criar água em uma reação química que gera eletricidade que é usada para acionar os motores que movem as rodas, explicou Hub de Hidrogênio , uma comunidade liderada pela indústria de partes interessadas na cadeia de abastecimento de hidrogênio e células de combustível. Os tanques de hidrogênio são reabastecidos em um processo praticamente igual ao de um carro a gasolina ou diesel, acrescentou o grupo.
Hidrogênio vs. carros elétricos
As pegadas de carbono dos veículos movidos a hidrogênio e elétricos são semelhantes, mas os primeiros podem viajar muito mais longe sem a necessidade de reabastecimento - e quando o fazem, o processo leva minutos em vez de horas, disse Driving Electric.
Ao mesmo tempo, o primeiro argumento dos céticos contra os veículos a hidrogênio é a eficiência, disse Auto Express. Para criar hidrogênio para uso em células de energia, a eletricidade é convertida em gás, geralmente por eletrólise - um processo no qual cerca de 25% da energia da fonte é perdida, de acordo com Tom Baxter, professor de engenharia química da Universidade de Aberdeen.
O hidrogênio resultante é então comprimido, resfriado e transportado para uma estação de abastecimento de hidrogênio, que perde cerca de outros 10%, explicou Baxter em um artigo sobre A conversa . E, uma vez dentro do veículo, mais 25% da energia da fonte é perdida na conversão do hidrogênio de volta em eletricidade e no uso dele para alimentar o motor, escreveu ele.
De acordo com os cálculos de Baxter, apenas 38% da energia inicial, ou 38 watts de 100, neste processo de fio para gás para fio é eventualmente usado. Em comparação, os carros elétricos são quase duas vezes mais eficientes, usando cerca de 80 de cada 100 watts de energia inicial.
Os chefes da indústria automobilística também fizeram fila para derramar água fria na esperança de uma implantação em massa de veículos com célula de combustível a hidrogênio, disse o Financial Times . A Volkswagen, a segunda maior do mundo em vendas, praticamente abandonou seus planos para o hidrogênio, relatou o jornal. E a rival alemã Mercedes arquivou discretamente seu último projeto de célula de combustível para automóveis de passageiros no ano passado, enquanto a BMW mantém apenas um ponto de apoio na tecnologia.
No entanto, a Toyota e a Hyundai continuam a investir pesadamente em tecnologia, com a última visando reduzir o custo dos principais componentes dos carros com célula de combustível em mais da metade até 2030.
Impulso de investimento
Apesar das várias desvantagens envolvidas, para uma mobilidade verdadeiramente sustentável, o hidrogênio é um combustível que não pode ser ignorado, disse Auto Express. Os carros a hidrogênio produzem emissões zero de carbono em seus escapamentos.
No entanto, as credenciais do hidrogênio como fonte de energia limpa continuam a ser um problema, disse o FT, que apontou que nem todo hidrogênio é criado da mesma forma.
O hidrogênio verde é feito usando eletricidade de fontes de energia renováveis, enquanto o hidrogênio azul usa gás natural, com todas as emissões de carbono capturadas e armazenadas ou reutilizadas.
Na extremidade mais prejudicial do espectro, o hidrogênio cinza usa gás natural, mas sem que as emissões sejam capturadas, e o hidrogênio marrom é derivado do carvão térmico. Ambos são comparativamente mais econômicos, mas têm um maior impacto ambiental.
Isso não quer dizer que os veículos elétricos necessariamente se saiam melhor em termos de emissões, no entanto. A produção da bateria de íon-lítio consome muita energia, disse Jon Hunt, líder da Toyota para a comercialização de veículos com célula de combustível a hidrogênio, ao Auto Express.
Pelas estimativas de Hunt, uma bateria típica de 100 kWh terá um alcance potencial de 250 milhas e, para produzir essa bateria, levará cerca de 20 toneladas de CO2.
Uma bateria típica dura 150.000 milhas, o que equivale a cerca de 83g / km de CO2. Então, quando você leva em conta a carga na mesma distância, o mesmo carro a bateria fornecerá 124g / km de CO2 ao longo de sua vida útil, disse ele. Em comparação, de acordo com Hunt, as emissões de um carro a hidrogênio podem ser tão baixas quanto 60g / km.
Estado da situação
As vendas de veículos movidos a hidrogênio são atualmente muito mais baixas do que as de carros elétricos, em parte porque a infraestrutura para suportar seu uso generalizado ainda não existe.
Os veículos a hidrogênio precisam ser reabastecidos em estações especializadas, das quais havia apenas 11 operando no Reino Unido, de acordo com os dados mais recentes de assessores do governo Mobilidade H2 no Reino Unido . Isso se compara com mais de 42.000 conectores de ponto de carregamento elétrico registrados por EDF Energy .
Portanto, o investimento em infraestrutura de hidrogênio será uma parte importante da Estratégia de Hidrogênio do governo.
Outro problema com os carros a hidrogênio é o custo. Um veículo Hyundai Nexo a hidrogênio custa mais de £ 68.000, enquanto o Toyota Mirai é mais de £ 54.000.
O custo médio de um carro elétrico no Reino Unido é de £ 44.000, com alguns preços chegando a £ 17.350, de acordo com o site de finanças NimbleFins .
Atualmente, os carros a hidrogênio também são relativamente caros para reabastecer.
No entanto, com os gigantes do carro, incluindo a Toyota, trabalhando para reduzir os custos de produção dos carros movidos a hidrogênio, os fãs da tecnologia esperam que uma geração menos cara de novos veículos esteja no futuro.
Experiência de direção
O Mirai da Toyota é silencioso e elegante de dirigir, disse The Guardian Australia Matilda Boseley. Na verdade, contanto que você more perto de um posto de abastecimento, a experiência é incrível.
Isso pode ser um grande problema para os motoristas do Reino Unido no momento. No entanto, escreveu O escocês 'S Alastair Dalton, cruzando ao longo de um desvio de Aberdeen no mesmo veículo, levou muitos quilômetros para fazer uma marca no medidor de combustível.
E quando ele teve que parar para reabastecer, o processo foi simples e rápido - embora o custo do combustível tenha sido uma grande surpresa.
