Cinco questões sobre o uso do hidrogênio como combustível

Frota&Cia responde cinco perguntas básicas sobre a utilização do hidrogênio em veículos elétricos e a combustão

Imagem meramente ilustrativa gerada por IA | Frota&Cia
Imagem meramente ilustrativa gerada por IA | Frota&Cia

A transição energética gera algumas dúvidas em muitas pessoas, sobre tudo nos consumidores que idealizam uma mobilidade não poluente, mas que ainda esbarra em questões importantes e incertezas sobre a precificação destes veículos, mercado de revenda, reciclagem, eficiência energética do veículo, entre outros tópicos.

Uma das principais tendências da indústria de caminhões é a adoção versátil do hidrogênio, que pode ser empregado para a geração de células de combustível em baterias para modelos elétricos ou mesmo para abastecer um motor a combustão, que possuirá um custo de aquisição e uma performance semelhante a um veículo a diesel.

Apresentada com uma roupagem até futurista, a célula de combustível a hidrogênio é uma tecnologia datada de 1800, quando os cientistas britânicos William Nicholson e Anthony Carlisle descreveram o processo de usar eletricidade para decompor a água em hidrogênio e oxigênio. Mas, foi William Grove que misturou os gases para produzir eletricidade e água e, por isso, batizou o dispositivo desta experiência de “bateria a gás” (primeira célula a combustível).

Foi somente em 1932 que a primeira célula de combustível pôde ser usada em aplicações práticas. Desde a década de 1960, as células de combustível têm sido usadas para alimentar naves espaciais. O desenvolvimento da tecnologia para uso automotivo é muito recente e deverá ganhar escala a partir do final desta década ou início da próxima, apenas. Todavia, os desenvolvimentos já estão acontecendo por diversas empresas para diferentes aplicações, impulsionados por metas de sustentabilidade de governos e das próprias montadoras.

Dessa forma, apresentamos as cinco dúvidas mais comuns associadas ao hidrogênio para uso automotivo. Confira.

O que é o hidrogénio e como ele é produzido?

O hidrogênio é um elemento químico com número atômico 1, representado pelo símbolo H. se trata do elemento menos denso e que, geralmente, se dispõe em forma molecular, formando o gás diatômico (H2) nas condições normais de temperatura e pressão. O hidrogênio não está enquadrado em nenhum grupo da tabela periódica e, por isso, costuma ser posicionado no grupo 1 por possuir apenas um elétron na camada de valência.

Sabe-se que o hidrogênio é o elemento químico mais abundante em todo o Universo, sendo equivalente a 75% da massa que constitui o Cosmo. No planeta Terra, se trata do terceiro elemento mais abundante na superfície.

Como ele não ocorre isoladamente na natureza, o método mais utilizado para sua obtenção é a eletrólise da água. Nesse processo, a água é decomposta, ou seja, o hidrogênio e o oxigênio que compõem as moléculas de água são separados por meio de eletricidade. Isolado, o hidrogênio pode ser utilizado para armazenar e gerar energia por meio de células de combustível.

Atualmente, a maior parte do hidrogênio produzido e consumido no mundo é oriundo de fontes fósseis de energia, como o gás natural em refinarias, sendo conhecido como hidrogênio cinza. O hidrogênio azul, por sua vez, obtido também por fontes fósseis, mas cujo carbono gerado no processo é capturado a fim de neutralizar as emissões. Existe ainda o chamado hidrogênio verde, gerado a partir de um método que adota a corrente elétrica para separar o hidrogênio do oxigênio que existe na água sem a emissão de dióxido de carbono na atmosfera.

Qual é a diferença entre um caminhão com célula de combustível e um caminhão elétrico a bateria?

Primeiramente é preciso deixar claro que apesar das tecnologias se diferenciarem entre si, os dois são caminhões elétricos. A diferença é que um gera eletricidade a partir de células de combustível a hidrogênio, que é abastecido e armazenado em tanques no caminhão. Numa célula de combustível, o hidrogênio e o oxigênio são combinados através de uma reação eletroquímica para gerar eletricidade, calor e água.

No caso do caminhão puramente elétrico, a bateria obtém sua energia a partir de uma fonte externa de eletricidade. O modelo com células de combustível também possui uma matéria, muito menor, utilizada somente para a regeneração.

Qual é a diferença entre um caminhão com célula de combustível a hidrogênio e um caminhão com motor de combustão a hidrogênio?

Um caminhão movido por um propulsor a combustão de hidrogênio tem o mesmo tanque de hidrogênio que um caminhão com célula de combustível, sendo que a diferença é que a energia é fornecida por um motor de combustão modificado para queimar hidrogênio em vez de diesel. Em termos de emissões, pode ter zero CO2, porém haverá algum óxido de nitrogênio (NOx) e material particulado dentro dos limites das legislações vigentes de emissões, como o Proconve P8 ou o Euro VI, por exemplo.

Um caminhão com célula de combustível a hidrogénio é elétrico e, por isso, silencioso, emitindo apenas água, enquanto um equivalente com motor de combustão a hidrogênio pode, por exemplo, ser mais adequado para climas quentes ou quando é necessária mais energia durante períodos mais longos, como ocorre no Brasil.

Quão sustentáveis ​​são os caminhões movidos a hidrogênio?

Os veículos movidos a hidrogênio podem ter uma pegada de carbono muito baixa se o H2 for produzido a partir de fontes renováveis. No entanto, a sustentabilidade depende de todo o ciclo de vida do combustível, assim como do veículo, a partir da produção, passando pela utilização até o seu descarte.

Como base de comparação, os caminhões com células de combustível de hidrogênio são mais eficientes em termos energéticos em relação aos seus equivalentes a combustão interna, mas não tão tanto em termos energéticos quanto os caminhões elétricos a bateria.

Por fim, neste período de corrida para a transição energética, fica a constatação de que os caminhões elétricos já são uma realidade e, embora muito mais caros, já podem ser adquiridos. A oferta desses produtos está crescendo e novos veículos comerciais são apresentados ano a ano, aumentando as possibilidades de aplicações dos modelos elétricos. Ainda não há caminhões a hidrogênio em comercialização no Brasil. Enquanto as montadoras de origem europeia devem entregar esse tipo de tecnologia a partir do final da década, as marcas chinesas devem antecipar esse tipo de solução, ainda que em baixo volume.

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