As células a combustível de hidrogênio funcionam com hidrogênio. Isso parece bastante simples. O problema é que o hidrogénio não existe na Terra na sua forma elementar. É o elemento mais comum do universo. Aqui, está trancado dentro de compostos. Você tem que retirá-lo dos combustíveis fósseis ou da água para usá-lo. Esta extração requer energia. Aquecer. Luz. Eletricidade. Você precisa de uma fonte externa para liberar o hidrogênio.
Isso cria um grande obstáculo para aplicações automotivas. Você não pode simplesmente explorar um veio de hidrogênio puro no solo. Você tem que fabricar o combustível primeiro.
Eficiência de hidrogênio puro
Algumas células de combustível usam hidrogênio puro. O hidrogênio foi extraído antes mesmo de entrar no sistema. Este método é eficiente. Uma célula de combustível de hidrogênio puro geralmente atinge 80% de eficiência energética. Isso significa que 80% do conteúdo energético do hidrogênio é convertido diretamente em eletricidade.
Mas a eletricidade não faz girar as rodas. Precisa se tornar energia mecânica. Quando você leva em consideração essa etapa de conversão, a eficiência geral cai. Do hidrogênio ao movimento mecânico, uma célula de combustível de hidrogênio puro opera com cerca de 64% de eficiência. Não é um sistema perfeito. Mas é o padrão para veículos de energia limpa de alto desempenho.
A Complicação do Reformador
Nem todos os sistemas utilizam hidrogénio puro. Alguns contam com um reformador de combustível de hidrogênio. Este dispositivo fica entre a fonte de combustível e a célula de combustível. Ele extrai hidrogênio de hidrocarbonetos ou álcoois. Em seguida, ele alimenta esse hidrogênio na célula.
O reformador tem que trabalhar duro. Deve limpar o hidrogênio. Tem que separar o combustível do calor e dos gases subprodutos gerados durante o processo de reforma. Mesmo com engenharia avançada, a produção não é tão pura como o fornecimento direto de hidrogénio.
Como o hidrogênio é menos puro, o sistema sofre. A eficiência energética geral de uma célula de combustível que requer um reformador de combustível de hidrogênio é menor do que uma que funciona com hidrogênio puro. Você perde energia na fase de reforma. Você o perde na fase de limpeza. Você perde na conversão.
A troca vale a pena? Talvez. Se você tiver um suprimento constante de gasolina ou etanol, um reformador permitirá que você construa um veículo a hidrogênio sem uma infraestrutura de hidrogênio puro. Mas a eficiência é prejudicada. O reformador é um mal necessário em alguns contextos. Em outros, é apenas um gargalo.
A ciência é clara. O hidrogênio puro ganha em eficiência. Mas a infraestrutura é confusa. Ainda estamos descobrindo onde colocar as bombas. E como tornar os reformadores melhores. A lacuna entre as especificações do laboratório e as estradas do mundo real permanece grande.
