Você pode duvidar, mas as chances de trocar seu carro por um veículo movido a hidrogênio daqui a dez anos são grandes.
Esse gás como opção de combustível vem sendo, nos últimos tempos, alvo de incessantes pesquisas em quase todo o mundo.
Nesses estudos, montadoras e universidades investem milhões de dólares em projetos para colocar nas ruas os chamados carros “limpos”.
O Brasil não está fora dessa corrida tecnológica. A Electrocell, empresa apoiada pelo Centro Incubador de Empresas Tecnológicas, o Cietec, instalado no campus da Universidade de São Paulo (USP), pesquisa células a combustível há dois anos.
“Mas estudo as células desde 1991”, diz Gerhard Ett, um dos engenheiros responsáveis pelo projeto, ao lado de Gilberto Janólio, Ângelo Massatoshi Ebsui e Volkmar Ett. As principais montadoras já exibem protótipos movidos a hidrogênio. A Ford, por exemplo, tem o Mondeo elétrico P2000 HFC rodando nos EUA.
Alimentação variada A célula a combustível do Necar 5, protótipo da Mercedes baseado no Classe A, extrai energia do metanol
Hidrogênio combustível-Além dele, testa o FC5, que obtém hidrogênio a partir do metanol. A DaimlerChrysler, um dos grupos mais avançados nas pesquisas, mantém o Necar 4 e o Necar 5, ambos baseados no Classe A.
Ela briga pelo primeiro lugar na produção desses veículos com a BMW, que por sua vez mantém 15 unidades dos sedãs Série 7 circulando com hidrogênio líquido em Munique.
A Honda apresentou, nos salões de Detroit e Tóquio, os carros-conceito V2 da série FCX, desenvolvidos a partir do elétrico EV-Plus.
A GM, por seu braço europeu Opel, tem o Zafira, também com hidrogênio líquido, e o Hydrogen 1. E anuncia para 2002 o lançamento de uma pickup S-10, que extrairá o hidrogênio da gasolina através de um catalisador.
As células a combustível são baterias (pilhas) que transformam energia química diretamente em elétrica e térmica, gerando corrente para o deslocamento do veículo e também de sua parte elétrica ou sistema periférico.
O processo é possível graças à alimentação constante por um combustível e às reações que ocorrem dentro da célula.
São duas as reações necessárias: a oxidação de um combustível (no caso o hidrogênio) e a redução de um oxidante, o oxigênio do ar ambiente.
“A célula combina átomos de hidrogênio e oxigênio que produz, de um lado, corrente elétrica, e de outro vapor d’água”, explica Janólio.
O pesquisador Gerhard Ett confere um dos instrumentos do laboratório daElectrocell, empresa onde, ao lado de Gilberto Janólio e outros engenheiros, a utilização das células a combustível está sendo desenvolvida
Para promover o funcionamento de um veículo como o Necar 4, por exemplo, seriam necessários dois conjuntos com 160 células cada, instaladas em série.
“Já dominamos a tecnologia das células, agora estamos na fase experimental do projeto”, afirma Janólio. Para que a tecnologia saia do laboratório e vá para as ruas, a empresa busca parcerias com montadoras.
“Há duas empresas interessadas”, afirma Gerhard. Os cientistas desenvolvem também computadores e programas para o controle das células. Suas funções são controlar a razão entre hidrogênio e oxigênio, a vazão dos gases e a tensão das células.
“Eles monitoram e diagnosticam possíveis problemas”, explica Gerhard.
O novo combustível apresenta diversas vantagens. A emissão zero de poluentes, no caso do uso de células, é uma das principais.
Os gases resultantes da queima de combustíveis fósseis, como a gasolina e o diesel, são responsáveis por fenômenos nocivos ao meio ambiente. Um deles é o efeito estufa, que vem provocando alterações climáticas no planeta.
Entre esses gases, o dióxido de carbono é o maior vilão. Além de não poluir, os veículos a hidrogênio são muito mais silenciosos que os tradicionais.
Outra vantagem do novo combustível em relação à gasolina é que ele pode ser obtido de fontes renováveis.
É possível extrair hidrogênio da água (por meio da eletrólise), do sol, da gaseificação de resíduos agrícolas, dissociação do metanol, etanol e do gás natural, entre várias outras fontes.
A BMW é uma das poucas que não apostam nas células para obtenção do hidrogênio. Nos seus 15 sedãs Série 7 modelo 750hL do projeto CleanEnergy (Energia Limpa), as células são usadas apenas para alimentar o sistema elétrico dos carros.
Para seu funcionamento é usado hidrogênio líquido e um tradicional motor a combustão interna, que resulta numa emissão “quase zero” de dióxido de carbono, segundo a montadora.
“Todos os veículos dessa geração de carros a hidrogênio, a quinta da BMW, são híbridos”, afirma o alemão Christoph Huss, responsável pela área de pesquisas em tráfego e meio ambiente do grupo.
A opção pelo hidrogênio líquido foi feita por sua densidade menor que a do gasoso – o tanque pode ser menor.
Com o combustível, o motor de 12 cilindros e 5,4 litros dos 750hL desenvolve 204 cv de potência, o que proporciona aceleração de 0 a 100 km/h em 9,6 segundos e velocidade máxima de 226 km/h.
“A perda de potência varia de um terço a um quarto em comparação com a gasolina, porque a tecnologia do motor não está projetada para monocombustível”, afirma Huss.
Já o Mercedes-Benz Necar 5, movido a célula combustível, tem velocidade máxima de 145 km/h.
O peso das células é de 100 quilos, instaladas no assoalho do carro.
“O peso é ainda um problema, mas não é crítico”, afirma o engenheiro Gerhard Ett. Os estudos sobre o combustível na BMW começaram em 1978 e se intensificaram nos últimos anos. Eles mobilizam, segundo Huss, 10% da verba total para pesquisas e 500 pessoas. O investimento da montadora não é revelado.
“Vários milhões de marcos alemães estão sendo investidos”, afirma. A previsão para que os carros cheguem ao mercado europeu é de sete a oito anos.
Abastecimento robotizado-Emissões zero Grandes montadoras, como a Ford, que montou seu motor ” limpo” no Mondeo, estão pesquisando sistemas que não poluam
Segundo os pesquisadores do Cietec, o abastecimento de um veículo movido a hidrogênio pode ser feito de várias formas.
Pode-se trocar ou completar o cilindro que armazena o combustível ou ainda usar hidretos metálicos.
“O hidreto é uma espécie de esponja que absorve o hidrogênio, usada no abastecimento direto”, explica Gerhard.
Ele calcula que, para cada litro de hidrogênio, são necessários 20 quilos de hidretos. Já os carros da BMW exigem um sistema mais complexo, totalmente automatizado.
“As pessoas não podem ter contato com o hidrogênio”, afirma Huss, explicando que o combustível é armazenado criogenicamente, à temperatura de 253° C negativos
. Os tanques dos 15 carros da montadora são abastecidos em um posto instalado no aeroporto de Munique, totalmente operado por robôs.
Seja para deslocar o veículo, ou apenas alimentar seus sistemas, o hidrogênio deve estar amplamente disponível, o que ainda não acontece. Outro problema seria a rede de distribuição.
“Ainda não temos a resposta”, diz o executivo da montadora alemã. Algumas das empresas envolvidas nas discussões, parceiras da BMW, são a Shell, a RWE, Opel e a DaimlerChrysler. “É preciso criar uma sociedade mundial do hidrogênio”, diz Huss.
Alguns passos estão sendo dados nesse sentido. O Projeto Europeu de Hidrogênio Integrado, apoiado pela BMW, é um exemplo.
Ele tem como objetivo adequar a legislação referente ao hidrogênio em todo o mundo, como padronização de infra-estrutura e até componentes dos veículos.
Placas de força
Sanduíche energético-Cada placa do conjunto acima forma uma célula a combustível, detalhada ao lado.
Nos eletrodos (camadas externas), o hidrogênio entra em contato com o catalisador, a base de platina (camada central).
No processo, seus átomos ficam ionizados: os prótons (partículas positivas) separam-se dos elétrons (negativas). Uma membrana plástica especial deixa os prótons passarem, e barra os elétrons.
Os prótons atravessam a membrana e reagem com o oxigênio do ar, produzindo vapor d’água, enquanto os elétrons formam a corrente elétrica que alimenta o motor do veículo.
Kart ecológico
Rezzo Schlauch, líder parlamentar do Partido Verde alemão, entende de política, mas pôs os fotógrafos para correr ao tentar manobrar um kart movido a célula a combustível.
O modelo foi fabricado pela Ballard, empresa baseada perto de Stuttgart, na Alemanha, em parceria de alta tecnologia com a DaimlerChrysler. Schlauch e outros políticos ambientalistas visitaram a Ballard para obter mais informações sobre formas alternativas de motores e energias aplicadas ao automóvel.
Por Daniela Saragiotto
Fotos de Luca Bassani/Divulgação
