As tarefas da Pilha de Combustível - desafios

Ao deambular pelo Youtube encontrei estes vídeos do novo Toyota Mirai, um automóvel movido a hidrogénio que tive hipótese de ver ao vivo no salão automóvel de Paris. Quando a Toyota apresentou o novo Mirai e anunciou a sua produção em série eu disse que era o futuro: um automóvel eléctrico com todas as vantagens do combustível fóssil e nenhuma das desvantagens de uma bateria, mas na altura não foquei completamente os desafios que tem pela frente para poder passar da pequena série para a grande série.




Durabilidade
No coração da pilha de combustível está uma membrana de um material chamado Nafion que permite a reação química entre oxigénio e hidrogénio que gera electricidade com água como sub-produto. É um material incrível mas muito sensível: não gosta de trabalhar abaixo dos 0ºC ou acima dos 100ºC (é necessário climatizar a membrana) e precisa de ar bastante limpo (de onde retira o oxigénio) porque as microparticulas de platina na membrana não reagem bem à poluição ambiente. Estes automóveis têm filtros de ar para controlar poluentes, mas se não forem suficientes terá que se acrescentar um catalisador para retirar os poluentes do ar de admissão antes de entrar na pilha de combustível que aumentará o preço de venda.


Custo
Aquando da apresentação do novo Mirai a Toyota disse que além de muito mais eficiente, a nova pilha de combustível é mais barata que a geração anterior mas mesmo assim ainda cara. Segundo a Toyota o novo Mirai usa 30 gramas de platina nas suas membranas que a preço de mercado custam quase 8.000 euros, depois temos os tanques que armazenam o hidrogénio capazes de suportar até 2.000 bar de pressão...tudo somado estima-se que a motorização completa do Mirai custe algo entre 40 a 45.000 euros. Isso reflecte-se no preço do Mirai na Europa: 66.000 euros antes de impostos - o que significa que a Toyota está a vender o Mirai abaixo do custo de produção. Também há o custo de instalar a rede de produção e distribuição de hidrogénio ao publico que é atualmente inexistente.


Produção
O hidrogénio é o elemento mais abundante no universo, infelizmente tem a tendência a colar-se a outros elementos e para uso automóvel temos que ter hidrogénio puro. Atualmente a produção é principalmente por reforma a vapor DE gás natural e o hidrogénio assim produzido sai caro financeiramente e ecologicamente já que CO2 é um dos subprodutos - para referencia da vida real o custo por quilometro de hidrogénio ficaria em linha com o do diesel e em termos de CO2 teria emissões indiretas semelhantes à de um Prius. Ou seja, seria tão ou mais poluente que os combustíveis fosseis. Há tecnologias alternativas usando a electrolise da água com electricidade de fontes verdes, mas são mais dispendiosas que a reforma a vapor.


Transporte
O hidrogénio pode ser o elemento mais abundante do universo, mas para quem já olhou para a tabela periódica de elementos é também o menos denso. Tem um poder energetico muito superior ao da gasolina mas infelizmente é muitíssimo menos denso (ou seja ocupa muito espaço) e mesmo comprimido a 200 bar um camião cisterna normal transportaria 80% menos "energia" que carga equivalente de gasolina líquida. Mesmo tendo um poder energético muito superior à da gasolina seriam precisos 22 a 24 camiões de hidrogénio gasoso para transportar o equivalente a 1 camião cisterna de gasolina. Podemos melhorar isto transportando hidrogénio no estado líquido mas perde-se muita energia no processo. A única forma de transportar hidrogénio que faz sentido é através de pipeline - algo que é dispendioso de instalar.


Distribuição
As estações de combustível vão ser muito mais caras e complexas - além dos problemas de segurança (afinal o hidrogénio é extremamente inflamável e explosivo) é preciso que a "bomba de abastecimento" mantenha o hidrogénio arrefecido e comprimido a 700 bars. Segundo várias fontes estas estações custam algures entre 1.5 a 2 milhões de euros e claro vão consumir muita energia para manter o combustível nas condições certas. No Japão, Coreia do Sul e Califórnia há fortes apoios do governo para impulsionar esta tecnologia mas na Europa...não.


Concluindo...
Esta tecnologia promete muito, mas se por um lado tem os desafios acima mencionados pela frente tem também a tecnologia híbrida recarregavel cada vez mais acessível e eficiente. As pilhas de combustível podem vir a ser o futuro, mas temo que talvez não seja na minha geração. Pena, mas com o Mirai já na estrada espero ainda vir a ter hipótese de conduzir um destes automóveis.

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