Qual é o princípio do veículo com célula de combustível de hidrogênio?

A célula de combustível é um tipo de dispositivo de geração de energia, que converte a energia química do combustível em energia elétrica por meio da reação redox do oxigênio ou de outros oxidantes. O combustível mais comum é o hidrogênio, que pode ser entendido como a reação reversa da eletrólise da água em hidrogênio e oxigênio.

Ao contrário do foguete, a célula a combustível de hidrogênio não produz energia cinética por meio da reação violenta da combustão de hidrogênio e oxigênio, mas libera energia livre de Gibbs em hidrogênio por meio de um dispositivo catalítico. Seu princípio de funcionamento é que o hidrogênio é decomposto em elétrons e íons de hidrogênio (prótons) através de um catalisador (geralmente platina) no eletrodo positivo de uma célula a combustível. Os prótons alcançam o eletrodo negativo através da membrana de troca de prótons e reagem com o oxigênio para formar água e calor. Os elétrons correspondentes fluem do eletrodo positivo para o eletrodo negativo através do circuito externo para gerar energia elétrica. Não há gargalo de eficiência térmica de cerca de 40% para motores a combustível, e a eficiência da célula a combustível de hidrogênio pode facilmente chegar a mais de 60%.

Já há alguns anos, a energia do hidrogénio era conhecida como a “forma definitiva” dos novos veículos energéticos em virtude das suas vantagens de poluição zero, energia renovável, hidrogenação rápida, autonomia completa e assim por diante. No entanto, a teoria técnica da célula a combustível de hidrogênio é perfeita, mas o progresso da industrialização está seriamente atrasado. Um dos maiores desafios da sua promoção é o controle de custos. Isto inclui não apenas o custo do veículo em si, mas também o custo da produção e armazenamento de hidrogénio.

O desenvolvimento de veículos com células de combustível de hidrogénio depende da construção de infra-estruturas de combustível de hidrogénio, tais como produção de hidrogénio, armazenamento de hidrogénio, transporte de hidrogénio e hidrogenação. Ao contrário dos eléctricos puros, que podem ser carregados lentamente em casa ou na empresa, os veículos a hidrogénio só podem ser carregados na estação de hidrogenação, pelo que a procura pela estação de carregamento é mais urgente. Sem uma rede completa de hidrogenação, o desenvolvimento da indústria de veículos a hidrogénio é impossível.