close-up num motor a hidrogénio

Motor a hidrogénio: será este o futuro da mobilidade elétrica?

Ekonomista
Por Ekonomista 16 Novembro 2020  •  7 Minutos
close-up num motor a hidrogénio
Ainda não sabe como funcionam e quais são as vantagens dos carros com motor a hidrogénio? Descubra tudo sobre esta tecnologia verde.

 

O motor a hidrogénio ainda não é uma realidade consolidada no nosso país. Contudo, há quem diga que o hidrogénio é a fonte de energia do futuro.

 

Mas, afinal, como funcionam os motores movidos a hidrogénio e porque motivo poderão vir a ter um papel fundamental num futuro que se avizinha próximo?

 

A verdade é que os veículos convencionais com motor a combustão encontram-se em declínio. Os veículos elétricos são a esperança para um futuro sustentável.

 

Os motores a hidrogénio equipam os veículos conhecidos como Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV), ou veículos movidos a pilha de combustível, ou seja, veículos elétricos mas que têm o hidrogénio como fonte de energia, e não a eletricidade.

 

Assim, veículos com motor a hidrogénio são também veículos elétricos, e enquadram-se na tecnologia que é percebida como a base da ecomobilidade.

 

Os automóveis com motor a hidrogénio oferecem uma grande vantagem quando comparados com carros que têm como fonte de energia a eletricidade: o tempo de carregamento.

 

O tempo de abastecimento de um carro com motor a hidrogénio é de apenas alguns minutos, um tempo bastante inferior ao de um carregamento de um veículo que utiliza a eletricidade como fonte de energia.

 

Esta é a principal vantagem deste tipo de motor para o consumidor, mas existem várias outras. Estes veículos silenciosos e ainda mais amigos do ambiente produzem eles próprios a eletricidade que faz mover o veículo.

 

Neste artigo vamos analisar as vantagens e desvantagens do motor a hidrogénio, os riscos associados, em que fase se encontra a rede de abastecimento e os encargos com a manutenção deste tipo de veículos.

 

Contudo, antes disso, vamos descrever como funciona esta tecnologia.

 

O que são e como funcionam os carros com motor a hidrogénio

 

Os veículos elétricos com pilha de combustível, ou Fuell Cell, têm como fonte de energia o hidrogénio.

 

São automóveis mais sustentáveis e ecológicos que os veículos convencionais com motor de combustão interna, pois não emitem gases poluentes. Na realidade, emitem vapor de água, o que os torna ainda mais amigos do ambiente que os restantes veículos elétricos.

 

hyundai nexo estacionado

 

Como funcionam os motores a hidrogénio

 

É na pilha de combustível que ocorre um processo conhecido como eletrólise. Esta reação química, na qual o hidrogénio se funde com o oxigénio, é o que faz produzir energia.

 

O hidrogénio provém de um posto de abastecimento externo, ou seja, é necessário abastecer o veículo com hidrogénio. 

 

À semelhança dos veículos convencionais, também os veículos com motor a hidrogénio podem ser abastecidos muito rapidamente (em apenas alguns minutos), e obter autonomias que facilmente atingem as várias centenas de quilómetros. O Hyundai Nexo, por exemplo, tem uma autonomia anunciada de 666 km (WLTP).

 

Por sua vez, o oxigénio é recolhido do ambiente exterior pelo próprio automóvel.

 

Como referido anteriormente, é a reação entre o oxigénio com o hidrogénio que gera energia elétrica, que por sua vez, faz mover o carro.

 

Para além de energia elétrica, esta reação também produz vapor de água. Este vapor de água é libertado através do cano de escape.

 

Por este motivo, veículos com motor a hidrogénio não produzem gases poluentes e são ainda mais amigos do ambiente que os restantes carros elétricos. 

 

O vapor de água produzido por estes carros pode ser utilizado para outras finalidades como a rega, por exemplo.

 

O que são e como funcionam os carros com motor a hidrogénio, dependendo das necessidades momentâneas do veículo: alimentar diretamente o motor, ou carregar a bateria elétrica.

 

Como é a bateria dos veículos a hidrogénio

 

A bateria elétrica dos FCEV é mais pequena e leve que a bateria elétrica dos restantes veículos elétricos, uma vez que eletricidade dos veículos com motor a hidrogénio é produzida no próprio motor e não carregada na bateria.

 

Tal como os restantes veículos elétricos, também os veículos com motor a hidrogénio estão equipados com o sistema de travagem regenerativa. Este sistema recupera a energia cinética gerada pelo movimento do veículo e carrega a bateria elétrica.

 

Principais componentes de um carro com motor de hidrogénio

 

Os principais componentes de um carro a hidrogénio são:

 

  • a bateria auxiliar: disponibiliza energia para ligar o automóvel e também alimenta alguns sistemas do veículo como, por exemplo, as luzes de emergência.
  • a bateria principal: é onde fica armazenada a energia captada do sistema de travagem regenerativa, e tem ainda a função de fornecer energia ao motor a hidrogénio. 
  • o motor a hidrogénio: tem como função a utilizar a energia produzida nas pilhas de combustível para acionar as rodas do veículo.
  • as pilhas de combustível: conjunto de elétrodos de membrana individuais que onde reagem o hidrogénio e oxigénio para que seja produzida eletricidade.
  • o depósito de hidrogénio: onde é armazenada a fonte de energia do veículo até que seja necessária na pilha de combustível.
  • o sistema térmico: controla a temperatura de todos os componentes do veículo para potenciar a eficiência máxima.

 

Vantagens e desvantagens do motor a hidrogénio

 

A massificação da utilização do hidrogénio como fonte de energia para automóveis é visto com grande expectativa. Mas será que as vantagens desta fonte de energia ultrapassam as desvantagens? Sim, e vamos agora explicar porquê.

 

Vantagens:

 

  • binário máximo sempre disponível, o que leva a acelerações poderosas;
  • tempo de abastecimento reduzido (cerca de 5 minutos);
  • autonomia mais elevada que os restantes veículos elétricos;
  • a não emissão de gases poluentes; 
  • ao contrário dos restantes veículos elétricos a autonomia dos FCEV não é afetada pelas condições climatéricas.

 

Desvantagens:

 

  • a rede de abastecimento não está suficientemente desenvolvida;
  • com uma rede de abastecimento tão pouco desenvolvida, não existem muitos consumidores interessados em adquirir veículos com esta tecnologia, o que condiciona a sua viabilidade económica;
  • a segurança do armazenamento do hidrogénio levanta algumas dúvidas ao consumidor;
  • o custo do hidrogénio é, ainda, muito elevado.

 

carro hyundai nexo estacionado

 

Como é produzido o hidrogénio?

 

O hidrogénio pode ser produzido a partir de vários outros recursos, nomeadamente combustíveis fósseis, gás natural, biomassa e eletrólise de água com eletricidade.

 

O processo de produção de hidrogénio tem, contudo, um custo elevado. Elevados são também os custos de transporte deste componente. 

 

Tudo isto torna difícil competir com outras fontes de energia como combustíveis fósseis, ou eletricidade.

 

Rede de abastecimento de hidrogénio

 

A rede de abastecimento de hidrogénio está, neste momento, muito pouco desenvolvida.

 

O hidrogénio poder ser armazenado à superfície, o que facilita a instalação de postos de abastecimento deste elemento químico.

 

Uma solução seria acrescentar postos de abastecimento de hidrogénio aos postos de abastecimento de combustível atuais. Seria seguro, e cómodo.

 

Contudo, esta rede de abastecimento está tão pouco desenvolvida e o motivo é simples de explicar: os veículos com motor a hidrogénio ainda são caros. Custam quase o dobro do valor dos restantes veículos elétricos.

 

Ora, sendo os veículos tão caros (em parte porque se trata de uma tecnologia que está a dar os passos iniciais e ainda não existe uma produção em massa), não existem muitos compradores que optem por esta tecnologia.

 

Sem consumidores interessados em adquirir carros com esta tecnologia, não é viável criar uma rede de abastecimento alargada.

 

E porque é que os carros com motor a hidrogénio são tão caros?

 

Um dos culpados é a platina. Este metal precioso é um dos componentes utilizados nas pilhas de combustível. 

 

A quantidade de platina necessária tem vindo a ser reduzida e o objetivo passa por reduzir ainda mais. Isso fará com que estes automóveis se tornem mais baratos.

 

Os depósitos de hidrogénio necessitam de ser bastante grandes, o que significa que ocupam muito espaço. Isso implica que os veículos com motor a hidrogénio sejam grandes, SUV, por exemplo, e não pequenos citadinos.

 

O custo do hidrogénio é muito elevado. É cerca de o dobro do custo da eletricidade. Com custos tão elevados, os consumidores preferem optar por um veículo elétrico que não um FCEV.

 

Contudo, é expectável que com a massificação dos veículos com motor a hidrogénio, o custo do hidrogénio venha a baixar.

 

Os motores a hidrogénio são, ou não, seguros?

 

O hidrogénio é inflamável. Como tal, é completamente seguro armazená-lo no automóvel. E será que a reação entre este elemento químico e o oxigénio não poderá descontrolar-se e causar uma explosão?

 

A resposta é: não.

 

Em primeiro lugar, o hidrogénio é armazenado na sua forma líquida num depósito seguro, criado para o efeito, onde não existem fugas.

 

Em segundo lugar, a reação que ocorre nas pilhas de combustível foi intensamente testada e validada, e é controlada eletronicamente pelo automóvel.

 

Manutenção de veículos com motor a hidrogénio

 

Os carros a hidrogénio são carros elétricos. Isto significa que não têm muitas das peças de desgaste rápido que se podem encontrar nos carros a combustão interna.

 

Um menor número de peças de desgaste rápido significa um menor (e menos frequente) número de manutenções necessárias, e um menor custo com essas mesmas manutenções.

 

Não será necessário mudar o óleo, substituir o filtro do óleo ou a correia de distribuição, ou ainda substituir os filtros de ar.

 

Os fabricantes oferecem uma garantia de vários anos sobre os componentes do veículo, nomeadamente, sobre as pilhas de combustível. Estas têm uma vida útil esperada de cerca de 300.000 quilómetros, ou seja, que acompanha a vida útil do veículo.

 

Quando atingem o fim da sua vida útil, as pilhas de combustível podem ser desmontadas e os materiais que as compõem reciclados.

 

Em suma, a manutenção de veículos com motor a hidrogénio é bastante semelhante à manutenção dos restantes veículos elétricos. Por outras palavras, pode-se dizer que esta manutenção é mais económica e espaçada, quando comparada com os automóveis movidos a combustíveis fósseis.

 

Conclusão

 

Os carros movidos a hidrogénio representam uma tecnologia bastante promissora para um futuro mais ecológico e verde.

 

Atualmente, esta tecnologia elétrica ainda não se encontra desenvolvida ao mesmo nível das restantes tecnologias elétricas. Uma das principais razões para isso acontecer é o custo superior dos carros a hidrogénio e do próprio hidrogénio. 

 

Porém, é expectável que o custo de produção dos carros e do hidrogénio desça consideravelmente com o crescimento deste tipo de mobilidade.

 

No que às vantagens diz respeito destacam-se essencialmente duas: o carregamento rápido (minutos) que proporciona elevada autonomia (mais de 500 quilómetros) e a componente ecológica superior (libertação de vapor de água na reação entre o oxigénio e o hidrogénio).

 

Agora, resta esperar pelo desenvolvimento da tecnologia e da estrutura que irá sustentar a tecnologia nos vários países, incluindo em Portugal.

Ekonomista
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