Dirigir um carro movido a hidrogênio tem alguns altos e baixos. Do lado positivo, você obtém os benefícios ecológicos de um EV sem a ansiedade de autonomia, porque pode reabastecer o carro com mais hidrogênio. Do lado negativo, os postos de abastecimento de hidrogénio são raros – pelo menos por enquanto. Também é um desafio obter hidrogénio de uma forma que seja simultaneamente ecológica e eficiente.
Além disso, como acontece com qualquer nova tecnologia, há alguma hesitação compreensível em estar entre as primeiras pessoas dar o salto e comprometer-se por vários anos (pelo menos) com uma fonte de energia que pode ou não funcionar. Mas continue lendo e lhe daremos informações suficientes para que você possa tomar sua própria decisão.
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Como funcionam as células a combustível de hidrogênio
Uma célula a combustível de hidrogênio é uma máquina simples. O núcleo da tecnologia é uma membrana de troca de prótons. De um lado da membrana você tem hidrogênio puro e do outro lado você tem ar comum. O ar comum contém cerca de 80% de nitrogênio e 20% de oxigênio, além de vestígios de outras substâncias. A membrana de troca de prótons é crítica porque os átomos de hidrogênio e oxigênio realmente gostam de estar juntos. Especificamente, dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio sempre querem se unir e criar uma molécula de água. É uma coisa linda. Não julgue.
A membrana permitirá que os átomos de hidrogênio passem para o oxigênio, mas somente se o átomo de hidrogênio ceder seu elétron no caminho. Nós habilmente colocamos algum metal altamente condutor como a platina nas paredes da célula de combustível, para que os elétrons vão até lá e percorram toda a célula de combustível para voltar aos seus átomos de hidrogênio; essa ação cria corrente elétrica que podemos usar. Quando o oxigénio e o hidrogénio estiverem todos acoplados e completos novamente, teremos uma molécula de água e alguma eletricidade para o nosso problema. Se você considerar apenas a célula a combustível, poderá obter energia sem criar qualquer poluição. Gênio!
O enigma do hidrogênio
O primeiro problema com esse cenário otimista é que o hidrogénio e o oxigénio se amam tanto que o hidrogénio livre não existe realmente na nossa atmosfera. Tudo foi transformado na água que cobre a maior parte do planeta. Portanto, antes de podermos obter essa energia, temos que produzir algum hidrogénio solto para colocar na nossa célula de combustível de hidrogénio.
Existem muitas maneiras de obter hidrogênio, e algumas são mais malucas que outras. No 19º século, as pessoas costumavam jogar limalha de ferro em barris de ácido sulfúrico. A reação produziu gás hidrogênio, que eles canalizaram para balões para subir no ar. Funciona, mas não é realmente viável em grande escala, e há literalmente barris de lixo tóxico envolvidos toda vez que você usa esse método. Vamos chamar isso de fracasso.
Como acontece com qualquer nova tecnologia, há alguma hesitação compreensível em estar entre as primeiras pessoas a dar o salto
Você também pode usar eletricidade para quebrar as moléculas de água por meio da eletrólise e obter hidrogênio e oxigênio puros. Isso é óptimo, mas as leis da termodinâmica determinam que nunca se obterá do hidrogénio tanta electricidade como a que se coloca no sistema para quebrar as moléculas de água. Seria melhor usar a eletricidade para carregar a bateria. Além disso, grande parte da nossa eletricidade na América do Norte ainda é produzida pela queima de carvão, que decididamente não é verde.
A terceira forma de obter hidrogénio é igualmente problemática. Você pode reformar o gás natural, quebrando as moléculas de hidrocarbonetos para liberar o hidrogênio. Mas isso significa que ainda dependemos de combustíveis fósseis e, quando utilizamos o hidrogénio para a nossa energia verde, também produzimos dióxido de carbono, que é um gás com efeito de estufa. A ironia é suficiente para abastecer uma cidade inteira de descolados.
Antes de encerrarmos a geração de hidrogênio, estão sendo feitas pesquisas sobre a fotossíntese do elemento a partir de algas. Resta saber se isso funcionará em larga escala, mas é melhor do que alguns dos outros métodos que foram tentados.
Um combustível muito bom
O problema de criar hidrogênio solto é o obstáculo que o impede de ser um combustível perfeito. No entanto, ainda é mais limpo transformar o gás natural (ou metanol, que podemos produzir a partir de resíduos vegetais) em hidrogénio e dióxido de carbono do que queimar o gás num motor de combustão interna. E com o aumento da capacidade de geração solar, também podemos usar a eletricidade produzida pelo sol para produzir hidrogénio. Ainda sofremos a perda termodinâmica global na conversão da luz solar em electricidade, em hidrogénio, para eletricidade, mas pelo menos temos muita luz solar para usar e ela não cria gases de efeito estufa no processo. Claro, você tem que fazer os painéis solares, e isso traz seus próprios desafios.
Portanto, embora não seja perfeito, o hidrogénio ainda é um combustível muito bom. É melhor do que queimar petróleo bruto refinado, com certeza.
Tornando-se mais disponível
Se você mora em qualquer lugar da América que não seja a grande Los Angeles ou a área da baía de São Francisco, tudo isso ainda é meio acadêmico para você. Neste momento, a grande maioria da infraestrutura de abastecimento de hidrogénio do país está na Califórnia e não existem muitas estações.
No norte da Califórnia, você pode obter hidrogênio em seis estações na Bay Area, uma estação em Sacramento e uma única estação em Truckee, a caminho de Reno. No sul da Califórnia, você tem 16 estações na área de Los Angeles, além de uma estação em Del Mar, perto de San Diego, e uma única estação em Santa Bárbara.
Existem muitas maneiras de obter hidrogênio, e algumas são mais malucas que outras.
No entanto, é importante notar que há pelo menos 20 novas estações programadas para serem inauguradas na Califórnia este ano. As novas estações estão todas nas áreas de Los Angeles e da Baía, por isso, embora novas regiões ainda não estejam a ser abertas, o hidrogénio está a tornar-se mais conveniente onde já está localizado.
A Parceria de Células de Combustível da Califórnia tem um mapa de estações de hidrogênio. Você pode verificar se mora e trabalha perto o suficiente de um posto de hidrogênio para que funcione para você. O Departamento de Energia dos EUA também mantém um mapa nacional em seu site do Centro de Dados de Combustíveis Alternativos, mas as únicas estações de hidrogênio listadas fora da Califórnia são uma em Massachusetts, uma em Connecticut e uma na Carolina do Sul.
Por que você verá mais carros a hidrogênio no futuro
Para realmente entender o carro movido a hidrogênio, é preciso analisá-lo no contexto mais amplo dos veículos elétricos. Uma regra fundamental dos combustíveis alternativos é que não existe uma solução única que funcione em todos os casos. Os veículos elétricos a bateria provavelmente levarão muito tempo para recarregar no futuro próximo, e os veículos elétricos acessíveis terão alcance limitado. Os híbridos e até mesmo os híbridos plug-in ainda usam combustíveis fósseis em algum nível, mas você pode acessá-los e dirigir longas distâncias com fácil reabastecimento. A energia do hidrogénio preenche essa lacuna, proporcionando-lhe um veículo com emissões zero que pode reabastecer como um carro movido a gasolina, desde que exista uma estação de hidrogénio onde for necessário. Nesse contexto, há lugar para carros movidos a hidrogénio no nosso mundo.
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