Células de combustível em automóveis de passageiros já são lucrativas?
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Até recentemente, a tecnologia de célula de combustível estava disponível apenas para aplicações não comerciais. Era usado, por exemplo, em voos espaciais, e o enorme custo de produzir 1 kW de energia praticamente excluía seu uso em maior escala. No entanto, a invenção, projetada por William Grove, acabou encontrando ampla aplicação. Leia sobre células de hidrogênio e veja se você pode comprar um carro com tal potência!
O que é uma célula de combustível?
É um conjunto de dois eletrodos (ânodo negativo e cátodo positivo) separados por uma membrana de polímero. As células devem gerar eletricidade a partir do combustível fornecido a elas. É importante observar que, ao contrário das células de bateria tradicionais, elas não precisam ser alimentadas com eletricidade com antecedência, e a própria célula de combustível não requer carregamento. O objetivo é abastecê-lo com combustível, que nos dispositivos em discussão consiste em hidrogênio e oxigênio.
Células de Combustível - Projeto de Sistema
Veículos com célula de combustível requerem tanques de hidrogênio. É a partir deles que esse elemento entra nos eletrodos, onde a eletricidade é gerada. O sistema geralmente também é equipado com uma unidade central com um conversor. Ele converte corrente contínua em corrente alternada, que pode ser usada para alimentar um motor elétrico. É ele quem é o coração do carro, extraindo sua potência das unidades atuais.
Células de combustível e princípio de funcionamento
Para que uma célula de combustível gere eletricidade, é necessária uma reação química. Para fazer isso, moléculas de hidrogênio e oxigênio da atmosfera são fornecidas aos eletrodos. O hidrogênio liberado para o ânodo é a causa da criação de elétrons e prótons. O oxigênio da atmosfera entra no cátodo e reage com os elétrons. A membrana de polímero semipermeável fornece prótons de hidrogênio positivos ao cátodo. Lá eles se combinam com ânions de óxidos, resultando na formação de água. Por outro lado, os elétrons presentes no ânodo passam pelo circuito elétrico para produzir eletricidade.
Célula de combustível - aplicação
Fora da indústria automotiva, a célula de combustível tem muitas aplicações. Pode ser utilizado como fonte de eletricidade em locais sem livre acesso à rede elétrica. Além disso, células desse tipo funcionam bem em submarinos ou estações espaciais onde não há acesso ao ar atmosférico. Além disso, as células de combustível alimentam robôs móveis, eletrodomésticos e sistemas de energia de emergência.
Células de combustível - vantagens e desvantagens da tecnologia
Quais são as vantagens de uma célula de combustível? Fornece energia limpa sem impacto negativo no meio ambiente. A reação produz eletricidade e água (geralmente na forma de vapor). Além disso, em situações de emergência, por exemplo, durante uma explosão ou abertura de um tanque, o hidrogênio, devido à sua pequena massa, escapa verticalmente e queima em uma estreita coluna de fogo. A célula de combustível também se destaca em termos de eficiência, pois atinge resultados na faixa de 40 a 60%. Este é um nível inatingível para câmaras de combustão, e lembremos que estes parâmetros ainda podem ser melhorados.
Elemento hidrogênio e suas desvantagens
Agora, algumas palavras sobre as deficiências desta solução. O hidrogênio é o elemento mais abundante na Terra, mas forma compostos com outros elementos com muita facilidade. Não é fácil obtê-lo em sua forma pura e requer um processo tecnológico especial. E este (pelo menos por enquanto) é muito caro. Quando se trata de célula a combustível de hidrogênio, o preço, infelizmente, não é animador. Você pode dirigir 1 quilômetro até 5-6 vezes mais do que no caso de um motor elétrico. O segundo problema é a falta de infraestrutura para reabastecimento de hidrogênio.
Veículos com célula de combustível - exemplos
Falando em carros, aqui estão alguns modelos que funcionam com células de combustível com sucesso. Um dos veículos com célula de combustível mais populares é o Toyota Mirai. Esta é uma máquina com tanques com capacidade superior a 140 litros. É equipado com baterias adicionais para armazenar energia durante a condução de lazer. O fabricante afirma que este modelo Toyota pode percorrer 700 quilômetros em um posto de gasolina. Mirai tem uma potência de 182 cv.
Outros veículos de célula de combustível necessários para gerar eletricidade incluem:
- Lexus LF-FC;
- Honda FCX Clareza;
- Nissan X-Trail FCV (veículo com célula de combustível);
- Toyota FCHV (veículo híbrido com célula de combustível);
- célula de combustível Hyundai ix35;
- Ônibus elétrico com célula de combustível Ursus City Smile.
A célula de hidrogênio tem chance de provar seu valor na indústria automotiva? A tecnologia de geração de eletricidade a partir de células de combustível não é nova. No entanto, é difícil popularizá-lo entre os carros de passeio sem um processo tecnológico barato para a obtenção do hidrogênio puro. Mesmo que os veículos com célula de combustível sejam colocados à venda para o público em geral, eles ainda podem ficar para trás em termos de custo-benefício para o motorista médio. Portanto, os veículos elétricos tradicionais ainda parecem ser a opção mais interessante.
