Todas as etapas da história automotiva têm algo em comum: a corrida tecnológica em direção à lucratividade e eficiência . No passado, quando o petróleo não era um problema e o consumo um fato simples, havia outras razões para a competição entre marcas, como potência, design, durabilidade …
No entanto, em pleno 2019, com a obsessão pelo consumo e pela poluição causada pela União Europeia e por usuários temerosos, a busca por novas fontes de energia tornou-se o maior desafio do transporte. As marcas gastam milhões em P & D, fazem planos estratégicos no curto, médio e longo prazo; eles adquirem patentes potencialmente mais benéficas … e isso faz aparecer todas as alternativas para gasolina e diesel que conhecemos hoje .
Atualmente, o fabricante que não cuida da sua pegada no planeta estará fora do cenário automotivo no futuro próximo. Veículos híbridos , elétricos , movidos a hidrogênio ou a gás são a resposta às necessidades de um setor que basicamente busca reduzir o euro por quilômetro de sua faixa e, assim, ter a vantagem competitiva que isso implica em face de administração pública (com “essa bagunça” de poluição) e o consumidor final (consumo de combustível).
É lógico que estamos muito verdes nesta área, estamos vendendo o hype elétrico e címbalo como fizeram com modelos a diesel para agora, ser demonizándolos , mas também vai virar para o elétrico, vez por vez. Não se trata de criticar, mas de deixar claro que existem algumas alternativas viáveis, como combustíveis sintéticos ou mesmo veículos a gasolina de emissão zero (PZEV) que você provavelmente nunca ouviu falar.
Eles estão nos vendendo que o veículo elétrico é o futuro e, hoje, isso é uma mentira como um templo. Por exemplo, o GLP é o combustível ecológico mais utilizado no mundo e, com ele, 25 milhões de carros circulam pelo planeta, praticamente metade deles na Europa. A moda está falando sobre o carro elétrico porque, entre outras coisas, a ignorância sobre as autogas como combustível é difundida mesmo entre os governantes, mas a realidade é que estamos falando sobre a única opção viável hoje para infraestrutura, autonomia e flexibilidade.
Outra opção que é postulada como uma das mais interessantes e viáveis é o hidrogênio , um gás incolor e inodoro que é tão limpo que só emite água em sua combustão – ao adicionar oxigênio a ele, obtém-se H 2 O-. É um dos elementos mais abundantes no universo e, como um composto (já que não existe praticamente em sua forma molecular), existe em quantidades incalculáveis, não como o cobalto para baterias .
Como funciona um motor a hidrogênio
Após a exposição explicativa da introdução, hoje quero dedicar parte do meu tempo para explicar como funciona um motor a hidrogênio . Os motores movidos a hidrogênio são, na verdade, muito semelhantes aos motores de combustão, mas existem algumas diferenças importantes, especialmente quando diferenciamos um motor de combustão que usa hidrogênio como combustível ou um mecanismo de conversão de célula de combustível .
Neste caso, vamos falar sobre o primeiro tipo, isto é, um motor de explosão que usa hidrogênio como combustível . Tal como acontece com um motor a gasolina de quatro tempos (motores de dois tempos são diferentes ), o motor de combustão de hidrogênio usa um design de quatro tempos para a admissão, compressão, ignição e escape. Além disso, produz o mesmo tipo de som. Eu não vou entrar em detalhes de como funciona um motor de combustão.
Como você sabe, o hidrogênio é o combustível com a maior taxa de energia por unidade de massa , mas sua principal diferença em comparação com um motor a gasolina é que, em vez de NO x gases tóxicos, os motores a hidrogênio produzem água como principal produto do seu ciclo de combustão. Embora seja verdade que, devido ao calor produzido pelo motor, ainda há algumas emissões nocivas de NO x , estas são muito inferiores às de um motor a gasolina.
Por outro lado, e dadas as diferenças entre os dois combustíveis, os tipos de relações entre as energias ar-combustível, compressão, tempo e ignição são muito diferentes . Por exemplo, o hidrogênio pode ter uma relação ar-combustível tão baixa quanto 180: 1, mas uma taxa de compressão muito mais alta por ter um número de octanas mais alto.
Ideal para hidrogênio: o motor rotativo Wankel
Nós todos sabemos que o motor rotativo Wankel tem muitas desvantagens como um motor a gasolina, mas a maioria dessas desvantagens se transforma em benefícios quando usamos hidrogênio como combustível. Na verdade, a empresa japonesa testou em seu dia com dois modelos que foram vendidos brevemente no Japão, o Mazda RX-8 Hydrogen RE e o Mazda Premacy Hydrogen RE Hybrid.
O Mazda RX-8 Hydrogen RE começou a rodar na rodovia pública – no Japão – depois de receber a aprovação das autoridades competentes (Ministério de Infraestrutura, Terra e Transporte) em outubro de 2004. O modelo era um “zero” de emissões de CO 2 e emissões de poluentes “zero”. A Mazda foi a primeira fabricante do mundo a oferecer o aluguel desta classe de modelos de hidrogênio no Japão.
Ao contrário do sistema utilizado no RX-8, o sistema Premacy Hydrogen RE híbrido teve o apoio de um sistema híbrido em que os autonomias modelo obter-se a 200 km-duas vezes o RX-8 hidrogênio e 40% mais potência -110 kW-. A minivan tinha um sistema de combustível duplo que permitia que a Premacy continuasse com gasolina se o hidrogênio acabasse.
Os links do primeiro parágrafo você pode ler cuidadosamente o que são as desvantagens destes motores são combinados com gasolina e que o seu desempenho, portanto, o retorno do motor rotativo Wankel será muito diferente . No entanto, neste outro vídeo de Jason Fenske, podemos ver em detalhes as razões pelas quais o motor rotativo é tão bom para queimar hidrogênio e como os futuros veículos poderiam tirar proveito de seus benefícios.
Por suas explicações, Fenske usa um pequeno motor fabricado graças à impressão 3D , uma tecnologia que recentemente está se tornando muito popular entre os carros esportivos de alto vôo (você só tem que ver como Bugatti tortura suas pinças de freio de titânio ). Para os mais curiosos, também deixo aqui abaixo outro vídeo em que o protagonista da Engineering Explained constrói e explica esse motor pitoresco:
Por que não há motores de combustão de hidrogênio?
O hidrogênio produz virtualmente zero emissões, como vimos anteriormente, então, não poderíamos usá-lo em vez de gasolina ? Bem, a resposta é mais complexa do que você esperaria. Que precisamos encontrar um substituto para os combustíveis fósseis é uma realidade, e as montadoras estão trabalhando duro para encontrar soluções para esse dilema .
Como você sabe, a maioria dessas soluções envolve se livrar de nossos amados motores de combustão interna para ir direto para a emocionantefraudemundo dos carros elétricos, mas não poderíamos redesenhar o motor a pistão tradicional para trabalhar com algo mais limpo, como o hidrogênio?
Como explicado por Jason Fenske, da Engineering Explained , se tudo fosse tão simples, não seria muito bom . Essencialmente, existem dois problemas em um motor de combustão interna de hidrogênio. Por um lado, o hidrogênio não é tão denso quanto outros combustíveis, o que significa que precisamos de muita quantidade para realizar o mínimo de trabalho .
Se combinarmos isso com a ineficiência inerente de um motor a pistão, que, na melhor das hipóteses, está convertendo apenas cerca de 30% da energia do combustível em movimento, isso leva a uma tremenda decepção. Além disso, como já mencionado acima, quando a queima de hidrogénio, também obtido algumas emissões nocivas de NO x , como em veículos com motores diesel.
É por isso que o hidrogênio é usado em uma célula de combustível para gerar eletricidade e não em motores a combustão: eles são mais limpos e muito mais eficientes . Além disso, os problemas de segurança que acompanham o hidrogênio fazem com que praticamente não haja infraestrutura para a recarga de veículos movidos a hidrogênio, o que é um problema real para quem quer comprar um veículo movido a hidrogênio .