Utilizar hidrogenio em motores de combustão

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É possível utilizar hidrogénio em motores de combustão?

Além de criar modelos movidos a eletricidade, há marcas que já estão a pensar no hidrogénio e na possibilidade de o utilizar nos motores de combustão já existentes. Ainda que esteja longe de ser fácil.

Quando falamos em marcas, estamos, para já, a pensar na Toyota e no facto de ser uma marca pioneira no que diz respeito à utilização de hidrogénio. Numa altura em que ainda havia poucas pessoas fascinadas com a chegada dos sistemas híbridos para automóveis, já a Toyota era um dos construtores que se encontrava noutro departamento a desenvolver sistemas alimentados por células de combustível. E em 2013, surgiu mesmo no Salão de Tóquio um protótipo que nos mostrava um automóvel muito próximo da fase de produção em série e que viria a dar origem ao Toyota Mirai, o primeiro modelo da marca movido a hidrogénio.

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Em termos de condução, não era muito diferente de um Prius da mesma altura, mas, no Mirai, as únicas emissões eram mesmo referentes à água (H2O) que o sistema vai libertando ao longo da viagem. Ainda que a rede de abastecimento de hidrogénio esteja longe de ser utilizável, especialmente em Portugal – por ainda não existirem pontos de abastecimento suficientes – a Toyota chegou mesmo a ter o Mirai disponível para venda e no final de 2020, e até apresentou o seu sucessor, com uma imagem de topo-de-gama, um sistema com célula de combustível movido a hidrogénio com 185 cavalos de potência e uma autonomia máxima de 650 quilómetros. Isto, depois da primeira geração ter vendido mais de 600 unidades no mercado europeu.

Motores de combustão a hidrogénio

Este é o novo projeto que, curiosamente, também está a ser desenvolvido pela Toyota e que já se encontra numa fase que até permitiu que a marca participasse numa prova de 24 horas com um Corolla equipado com esta solução, ainda que o objetivo fosse mesmo testar a sua fiabilidade. A ideia base passa por utilizar os modelos já existentes, equipados com motores de combustão, e convertê-los para uma utilização com hidrogénio. O ponto de partida está no desenvolvimento de um combustível que não seja baseado em carbono (e que emite CO2) e sim em hidrogénio (que apenas tem água, ou H2O, como emissões poluentes). Mas claro que tudo isto está longe de ser assim tão simples.

Os primeiros problemas passam pela produção do combustível propriamente dito, que na maioria das soluções acabam por dar origem a mais emissões poluentes do que as resultantes da produção atual, com os convencionais motores a gasolina ou diesel. Depois, há o problema dos custos. Por ser uma produção complexa e que ainda não está industrializada, o custo de um combustível baseado em hidrogénio para um motor de combustão, pode chegar a ser quatro vezes mais elevado do que o combustível convencional que conhecemos atualmente.

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Além das questões da produção, há também as relacionadas com o consumo e com a eficiência do sistema na sua capacidade de fazer mover um automóvel. No caso de um motor de combustão alimentado por um combustível baseado em hidrogénio, a percentagem de eficiência do sistema em todo o seu funcionamento, desde o depósito até às rodas, ronda os 25 por cento, enquanto num sistema alimentado por células de combustível, como o do Toyota Mirai, por exemplo, este valor já andará pelos 50 por cento. Ou seja, na teoria, e com a mesma dose de combustível, o sistema com célula de combustível vai conseguir percorrer o dobro da distância do que o sistema de combustão baseado em hidrogénio. E claro, em perfeito silêncio, em vez dos ruidosos motores de combustão que conhecemos.

Armazenamento é um dos grandes entraves

Mas há mais. Os sistemas de hidrogénio têm ainda o problema do armazenamento, que exige depósitos (muito) pressurizados com valores que podem chegar aos 10.000 PSI. E para oferecer o máximo de autonomia, a pressão teria de ser cada vez mais elevada e o tamanho dos depósitos cada vez maior, o que se traduz em mais espaço necessário num automóvel para os instalar e menos espaço disponível de utilização para passageiros, por exemplo. E uma vez que, devido às pressões muito elevadas, estes depósitos têm de ser bastante reforçados e com materiais muito resistentes, o seu peso também será bem mais elevado do que o valor que seria aceitável para um automóvel, além de um custo de produção que, também seria igualmente elevado.

O maior problema, no entanto, volta a recair nas soluções com motor de combustão de hidrogénio, em vez das que usam sistemas com células de combustível. É que, a sua eficácia mais reduzida, iria exigir mais hidrogénio para conseguir percorrer a mesma distância, o que, na prática, obrigaria a depósitos de combustível com o dobro do tamanho.

Afinal é ou não possível?

A resposta à pergunta com que começámos este artigo é: sim, é possível. O problema está na dimensão da palavra “mas” que vem logo de seguida. A utilização de hidrogénio nos motores de combustão é possível, mas a sua complexidade é de tal forma elevada e dispendiosa, além de pouco fiável, que se torna praticamente inviável a sua passagem a produção. Para já, os sistemas de célula de combustível que combinam hidrogénio e oxigénio para obter eletricidade e água, parecem ser o próximo passo a seguir no mundo automóvel, em vez de uma solução que inclui a utilização de um motor de combustão, que até acaba por não ficar totalmente isento de emissões poluentes, mesmo com um combustível baseado em hidrogénio.

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