É um carro de célula de combustível de hidrogênio em seu futuro?

Há um novo concorrente na arena do carro elétrico, no qual alguns grandes jogadores, incluindo a Toyota e a Honda, estão apostando alto. É o veículo elétrico de célula de combustível, ou FCEV.

Os FCEVs usam hidrogênio, oxigênio e um catalisador para fazer eletricidade a bordo, eliminando as baterias pesadas, volumosas e caras nas quais os carros movidos a bateria dependem.

O tanque de um carro com célula de combustível pode ser preenchido com gás de hidrogênio comprimido em questão de minutos, muito parecido com o uso de gás em um carro convencional. Isso é muito mais rápido do que as horas que uma bateria elétrica pode gastar conectada a um cabo de carregamento elétrico, e com os FCEVs podendo viajar 250 ou mais milhas entre encher-ups, eles podem evitar a ansiedade que abalou o entusiasmo do consumidor por eletricidade.

Mas até o momento existem apenas dois modelos no mercado de varejo, com um terceiro previsto para o lançamento perto do final de 2016. E as vendas são limitadas às maiores áreas de Los Angeles e São Francisco / Vale do Silício da Califórnia, lar de quase todos os poucas estações de abastecimento de hidrogênio da nação.

Carros com células de combustível não são baratos. Modelos de protótipos foram relatados para custar aos fabricantes US $ 1 milhão. Os custos caíram significativamente desde então, mas por enquanto os FCEVs estão limitados a consumidores de renda alta.

Ainda assim, quase todas as grandes montadoras estão desenvolvendo tecnologia de célula de combustível, com quase uma dúzia de modelos que devem ser lançados globalmente até 2020.

Pode haver um em seu futuro, então vamos dar uma olhada no que está por aí e nas vantagens e desvantagens de um carro com célula de combustível.

Os veículos

O Hyundai Tucson FCEV só para locação foi o primeiro a comercializar, com 125 na estrada nos EUA desde o lançamento em meados de 2014. O SUV compacto arrenda US $ 499 por mês durante três anos, o que inclui combustível grátis, manutenção gratuita e seguro. Os clientes da Hyundai Tucson FCEV também podem se qualificar para US $ 5.000 do California Rebate Vehicle Rebate Project.

O pequeno sedã Mirai FCEV da Toyota foi lançado no início deste ano. A Toyota arrenda o Mirai por US $ 499 por mês durante três anos, com combustível e manutenção gratuitos.

Enquanto 80% dos 270 Mirais enviados para concessionárias até agora foram alugados, você também pode comprar um. A Toyota os preços em US $ 57.500 antes de US $ 20.500 em incentivos potenciais.

Autoridades da Toyota disseram que, como os sistemas de célula de combustível são mais facilmente escalonáveis ​​do que os sistemas elétricos a bateria, eles esperam usar a tecnologia em outros modelos no futuro, incluindo veículos maiores do que atualmente podem ser projetados com tecnologia elétrica a bateria.

A seguir

O próximo carro elétrico da célula de combustível a chegar ao mercado será o Clarity Fuel Cell da Honda, um sedã de médio porte previsto para o final de 2016. A empresa disse que terá um custo mensal de US $ 500, baseado em um preço projetado de cerca de US $ 60.000. antes dos incentivos. A Honda não disse se vai vender os carros também (versões híbridas de bateria e plug-in do Clarity estão chegando mais tarde).

A Ford, a Nissan e a Daimler - que fabrica carros Mercedes-Benz - estão desenvolvendo a tecnologia de veículos com célula de combustível. A BMW está trabalhando com a Toyota em seu próprio FCEV, e a General Motors se uniu à Honda. Volkswagen, Audi e um número de fabricantes de automóveis chineses também são acreditados para estar desenvolvendo carros elétricos de célula de combustível. Veículos dessas montadoras são esperados até 2020.

Estações de abastecimento

Em meados de 2016, havia apenas 23 estações de abastecimento de hidrogênio publicamente disponíveis nos EUA, 20 delas na Califórnia. É por isso que a Hyundai, a Toyota e a Honda limitam as vendas para esse estado neste momento. Uma dúzia de estações de hidrogênio estão programadas para o nordeste, de Boston a Nova York, com as quatro primeiras programadas para abrir em 2017.

O plano da "estrada do hidrogênio" da Califórnia prevê que pelo menos 60 estações de hidrogênio sejam abertas no estado até 2020, com 50 delas programadas até o final de 2017. Uma estação de hidrogênio recém-inaugurada a meio caminho entre Los Angeles e São Francisco agora permite veículos com célula de combustível viajar entre as duas áreas.

Tecnologia

Os veículos movidos a célula de combustível podem parecer futuristas, mas sua tecnologia subjacente tem mais de 175 anos. A NASA tem usado células de combustível para produzir eletricidade em naves espaciais há quase meio século, e o primeiro veículo moderno a célula de combustível - um trator agrícola - foi lançado em 1959.

A célula a partir da qual obtém seu nome é um gerador termoquímico que passa o hidrogênio pressurizado por um catalisador como a platina e extrai os elétrons do hidrogênio para fornecer energia ao motor elétrico do carro. O sistema então combina as moléculas de hidrogênio com o oxigênio do ar para resfriá-las e expele o "escape" como uma corrente de vapor de água.

Hidrogênio

O hidrogênio que torna isso possível não é tecnicamente o combustível. Ele meramente carrega os elétrons que são a matéria-prima da eletricidade que alimenta o veículo. Para uso automotivo, é comprimido a 10.000 libras por polegada quadrada e medido em peso. Um quilograma (2,2 libras) deste hidrogênio comprimido transporta aproximadamente a mesma quantidade de energia que um galão de gasolina.

Como os sistemas de energia de célula de combustível são comparativamente eficientes em termos energéticos, um Toyota Mirai pode viajar mais de 300 milhas entre recargas de seu sistema de combustível de 5 kg. O mais pesado Hyundai Tucson entrega 265 milhas em 5,5 kg de hidrogênio, e o alcance do próximo Honda Clarity foi dado como "mais de 300 milhas" com um tanque de combustível quase do mesmo tamanho que o da Toyota.

Como o uso de hidrogênio como combustível automotivo é tão novo, é difícil compará-lo com o custo da gasolina. A Toyota calcula seu custo atual em US $ 14 por quilo. O Mirai pode viajar mais de 300 milhas em seus 5 kg. Maior uso de hidrogênio nos carros reduziria o preço, como acontece com qualquer combustível.

Embora o hidrogênio seja altamente inflamável, testes feitos por vários fabricantes de tanques de hidrogênio e por pesquisadores da Universidade de Miami mostraram que em acidentes que quebram os tanques de hidrogênio, o gás escapa para cima, o que significa que qualquer chama seria direcionada para cima e para longe. o veículo. Os gases da gasolina, por outro lado, são mais pesados ​​que o ar e se acumulam ao redor do carro em concentrações que podem ser explosivas. Como o hidrogênio é 14 vezes mais leve que o ar, ele se dispersa rapidamente, a menos que esteja em uma área restrita, como uma garagem.

Impactos ambientais

Alguns detratores de carros a combustível alegam que, embora os veículos não tenham emissões de escape, não há benefício ambiental para os FCEVs devido aos gases de efeito estufa criados pela produção de hidrogênio, que é tremendamente intensiva em energia.

No entanto, a maioria dos estudos do governo mostra que, em uma base global, os veículos elétricos movidos a célula de combustível são mais eficientes e menos nocivos ao meio ambiente do que os veículos a gasolina e diesel em uma comparação completa do impacto da produção e uso de combustível.

A menos que seu hidrogênio seja produzido usando fontes de energia renováveis, os carros com célula de combustível são menos eficientes no consumo de energia do que os veículos elétricos a bateria. Os proponentes argumentam, no entanto, que o seu maior alcance os torna mais amigáveis ​​ao consumidor.

Toyota Mirai na estação de abastecimento de hidrogênio: foto via Toyota.

John O'Dell é um escritor automotivo de longa data que cobriu carros de combustível alternativo para o Los Angeles Times e o Edmunds.com. Ele agora administra o site The Green Car Guy. Email: [email protected].