O conteúdo do artigo:
- Um pouco de historia
- A marca registrada dos motores a hidrogênio
- Os principais prós e contras dos motores a hidrogênio
- Os carros mais populares com motor de combustão interna a hidrogênio
"O hidrogênio é o combustível do futuro" - é com essa mensagem que os ICEs de hidrogênio estão sendo introduzidos nas indústrias de transporte e aviação.
Não é por acaso que o hidrogênio ocupa uma posição de liderança entre todas as outras fontes de energia alternativa - é o mais ecologicamente correto possível, possui um recurso renovável e também possui a maior eficiência em comparação com os motores clássicos a gasolina e diesel.
Porém, além de vantagens inegáveis, o motor a hidrogênio também apresenta uma série de desvantagens, que ainda não permitem torná-lo maciço e suplantar por completo os "nocivos" motores a gasolina e diesel.
Um pouco de historia
A humanidade começou a pensar na necessidade de preservar o meio ambiente recentemente, mas os cientistas começaram a pensar em substituir um motor de combustão interna convencional muito antes.
Assim, das mãos do cientista François Isaac de Rivaz, natural da França, o primeiro motor a hidrogênio foi fabricado em 1806. Em 1841, a Grã-Bretanha recebeu o primeiro acordo de patente para a fabricação de um motor a hidrogênio, e em 1852 cientistas alemães foram capaz de criar um motor de combustão interna, operando em uma mistura de ar-hidrogênio.
No entanto, os planos para a introdução de motores a hidrogênio foram frustrados pelos motores a gasolina, que se espalharam após 1870.
Eles se lembraram do hidrogênio como combustível alternativo novamente apenas em 1941 na sitiada Leningrado. Em seguida, o técnico soviético B. Shelishch usou um "coquetel" ar-hidrogênio para lançar balões de barragem.
Então o hidrogênio foi esquecido novamente, até que a crise mundial do combustível bateu à porta nos anos 1970. No final dos anos 70, a montadora BMW lançou seu primeiro carro movido a hidrogênio, e então outras empresas seguiram seu exemplo, incluindo a americana General Motors e Ford, a japonesa Honda e outras.
No entanto, assim que a crise cedeu, o interesse pelo hidrogênio como fonte de energia voltou a esmaecer. E agora, décadas depois, a humanidade novamente se lembrou de sua existência, o que foi facilitado não só pela ativação de ambientalistas, mas também pela alta nos preços dos combustíveis.
A marca registrada dos motores a hidrogênio
Estruturalmente, um motor a hidrogênio não é muito diferente de um motor de combustão interna padrão. Ele também contém pistões, uma câmara de combustão e um mecanismo de manivela de biela. Então, qual é a diferença?
O fato é que os motores a hidrogênio usam um método diferente para fornecer a mistura de combustível e sua combustão subsequente. Além disso, a combustão do hidrogênio leva muito menos tempo do que no caso dos combustíveis derivados do petróleo. As diferenças são insignificantes e, à primeira vista, pode parecer que não é difícil converter um ICE convencional em um de hidrogênio, mas não é assim.
Uma série de problemas com o uso de um motor a hidrogênio:
- O hidrogênio é difícil de obter. Não é segredo que está contido na água e é considerado o elemento químico mais difundido no mundo, embora praticamente não seja representado em sua forma pura. Isso significa que o carro deve ser equipado com uma instalação especial do tipo fechada - um eletrolisador, que é responsável por dividir a água e permitir a produção de hidrogênio. No entanto, na prática, tal instalação é difícil de fabricar, o que afeta muito o seu custo final.
- Devido à alta temperatura de compressão, o hidrogênio reage facilmente com vários elementos metálicos da usina e até mesmo com o óleo do motor.
- Mesmo um pequeno vazamento de hidrogênio em contato com um coletor aquecido pode causar um incêndio. Por isso, hoje, na criação de motores a hidrogênio, são utilizadas apenas usinas rotativas, pois reduzem o risco de incêndio devido à maior distância entre os coletores de admissão e escapamento.
No entanto, a maioria dos problemas foi resolvida até agora, não apenas em instalações rotativas, mas também em motores com mecanismo de pistão, o que permite que o hidrogênio continue a ser o substituto mais promissor para a gasolina / diesel.
Os principais prós e contras dos motores a hidrogênio
As principais vantagens dos motores a hidrogênio:
- alto grau de respeito ao meio ambiente, pois o produto de sua combustão é o vapor d'água. Quando o hidrogênio queima, o óleo do motor também queima; entretanto, a quantidade de gases de escape tóxicos é várias vezes menor do que quando a gasolina ou combustível "pesado" é queimado;
- alta eficiência, que é várias vezes maior do que em usinas clássicas que operam com óleo diesel ou gasolina;
- relativa simplicidade estrutural, bem como a ausência de sistemas de abastecimento de combustível caros e não confiáveis, que também são perigosos;
- silêncio.
Apesar de uma série de vantagens significativas, os motores a hidrogênio têm um número suficiente de desvantagens:
- alto preço e complexidade de obtenção de hidrogênio puro;
- infraestrutura subdesenvolvida de postos de abastecimento com capacidade de reabastecimento com hidrogênio;
- falta de padrões internacionais para o transporte e uso de hidrogênio combustível;
- alto custo dos componentes do combustível e manutenção dos motores a hidrogênio;
- dificuldades associadas ao armazenamento de combustível hidrogênio. Os cientistas ainda não chegaram a um denominador comum quanto ao material que deve ser usado na fabricação de tanques para armazenar hidrogênio combustível;
- um aumento na massa total do carro devido à presença de um motor a hidrogênio, que é visivelmente mais pesado do que os agora difundidos motores a gasolina e diesel.
Além disso, os cilindros de hidrogênio devem ser inspecionados e certificados regularmente, o que só pode ser feito por técnicos qualificados e licenciados.
Os carros mais populares com motor de combustão interna a hidrogênio
Na foto: Riversimple Rasa
Apesar de os cientistas continuarem a questionar os problemas atuais associados ao uso de motores a hidrogênio, o número de carros movidos a hidrogênio continua a crescer. Os carros movidos a hidrogênio mais famosos são:
- Toyota Mirai FCV - o carro estreou em 2013, mas foi colocado à venda apenas em 2015. Os cilindros disponíveis forneciam um "alcance" de cerca de 500 km.
- BMW 750hL, uma versão do conceito que foi mostrada em 2000. O veículo está equipado com um tanque especial de hidrogênio, cuja reserva é suficiente para percorrer uma distância de 300 km.
- Honda Clarity é outro carro que usa hidrogênio em vez do combustível clássico. As principais vantagens do modelo são sua aparência espetacular e uma impressionante, para os padrões dos carros a hidrogênio, uma reserva de marcha de 589 km.
- O Riversimple Rasa é um pequeno carro a hidrogênio originário do Reino Unido. Sua principal característica era o baixo peso (pouco mais de 500 kg) e uma impressionante reserva de marcha - cerca de 500 km.
Além disso, os fabricantes continuam a apresentar carros-conceito a hidrogênio, incluindo o Audi H-tron Quattro, o Mercedes GLC a hidrogênio, o caminhão Nikola One da Nikola Motor, o supercarro H2 Speed da casa de design Pininfarina e muitos outros.
Conclusão
Apesar de uma série de desvantagens, o hidrogênio pode se tornar a fonte mais promissora de energia limpa nos próximos 30-40 anos. Basta encontrar um método eficaz de produção de hidrogênio e desenvolver uma infraestrutura para sua entrega ao consumidor final, para que a humanidade se esqueça para sempre não só do combustível, mas também da crise ambiental.
