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segunda-feira, 23 de julho de 2012

Células Combustíveis são Ideais, MAS ATÉ AGORA ...


Eu sei que corro o risco de ser taxado de preconceituoso ao dizer o que vou dizer mas, mesmo assim eu tenho que dizer: a expressão mais associada ao termo “Células Combustíveis” (Fuel Cell) é a expressão “mas até agora” (but until now) e a frase formada é sempre de negação: “Células Combustíveis, até agora, NÃO!”. Isso é especialmente verdadeiro quando se trata de aplicações automobilísticas!

Mesmo hoje, passados 10 anos, eu vejo como surreal, a cena em que o Presidente norte americano G. W. Bush justifica a participação da sua administração na campanha contra o Carro Elétrico, baseada em alegadas expectativas de médio prazo sobre as tecnologias de “Células Combustíveis”. O que vimos em 10 anos foi: “Células Combustíveis são ideais, mas até agora, NADA de prático foi alcançado, que possa ser deveras competitivo nos mercados automobilísticos!”.

Enquanto isso os Carros Elétricos a bateria de íons de lítio, retornam, simples, prontos, práticos, limpos, seguros e com importantes melhorias já agendadas: As baterias de íons de lítio com o dobro a capacidade de energia das que estão sendo vendidas agora em 2012, estarão efetivamente sendo vendidas em 2020, ou antes. E isso sem aumentar o tamanho, nem os custos, nem diminuir a segurança, das mesmas. Mas carregadores embarcados para o dobro de corrente de carregamento atual chegam antes: em 2014 no Nissan Leaf.

Mas é verdade que nem todos os mercados automobilísticos estão em uma situação ambiental confortável para poder restringir o leque de suas apostas, e são estes que conduzem e fomentam as inovações tecnológicas das células combustíveis, ao contrário do Brasil que não apoia efetivamente os VEs por se sentir bem confortável mantendo um vetor tecnológico único direcionado ao metanol. Mas posição brasileira é no mínimo temerária.

As células de combustível foram inventadas há mais de um século e têm sido utilizadas em praticamente todas as missões da NASA desde 1960, mas até agora, elas não conseguiram ganhar uma adoção comercial por causa dos seus custos inerentemente altos.

Durante décadas, os especialistas concordaram que as células de combustível de óxido sólido detêm o maior potencial de qualquer tecnologia de células combustível. Com materiais de baixo custo de cerâmica, e extremamente elevadas eficiências elétricas, as células de combustível de óxido sólido (SOFCs, sigla em inglês) pode oferecer economia atraentes, sem depender de ter que performar Sistemas Combinados de Aquecimento e Energia (CHP - Combined Heat and Power, em inglês).

Mas até agora, houve significativos desafios técnicos inibindo a comercialização desta nova tecnologia promissora. As células de combustível de óxido sólido operam à temperatura extremamente elevada (tipicamente acima de 800 °C). Esta alta temperatura é que dá-lhes extremamente alta eficiência eletro energética e flexibilidade de combustível, os quais contribuem para uma melhor economia, mas também cria desafios de engenharia.

Os desenvolvimentos práticos relativos a esta tecnologia, até agora, parece que continuam a caminhar no ritmo “projeto guerra nas estrelas”: descrito em um artigo publicado nos idos 2009 na revista Nano Letters, davam conta de que novos fios, denominados “nanowires” deveriam fornecer aumentos significativos tanto em longevidade e eficiência de células a combustível, que até aquela data, e ainda até agora, tinham sido utilizados, ou pensados para utilização, em grande parte para fins tão exóticos quanto a alimentação naves espaciais.

Um nanowire é uma nanoestrutura, com o diâmetro da ordem de um nanômetro (10-9 metros), que ainda pertencem ao mundo experimental dos laboratórios, podendo vir um dia a complementar ou substituir os nanotubos de carbono em algumas aplicações, ou para construir uma próxima geração de dispositivos de  computação. Mas só Deus sabe quando!

Todavia, s células combustível não são uma tecnologia nova. A primeira célula combustível foi construída por William Robert Grove em 1839, mas não foi até os anos 1960 que as primeiras células a combustível entraram em uso com o programa espacial Apollo (NASA).

O núcleo da tecnologia de célula combustível é a membrana que separa o ar e combustível. Os requisitos para este componente são rígidas e até agora eles têm sido difíceis de cumprir. Em particular, tem sido difícil de alcançar durabilidade suficiente. Os materiais são caros de produzir, e de uma atmosfera especial no interior da célula de combustível geralmente requer materiais caros em componentes circundantes. Como consequência, as células de combustível de hoje são muito caros para competir no mercado. Outras pesquisas fortemente centra-se na identificação de novos materiais e mais barato com longos métodos de produção de durabilidade e mais eficiente.

O fato é que esta tecnologia está a várias décadas de se tornar uma tecnologia adequada para emprego em industria automobilística de consumo. No entanto, se você, até agora, ainda não tem um bom entendimento sobre essa tecnologia, eu te recomendo que o busque pois, ela não irá, simplesmente, desaparecer sem, cumprir algum destino comercial um dia.

Com toda certeza poderemos ficar sabendo quando faltar uma apenas uma década para ela estar pronta para os automóveis pois, antes, ela terá, fatalmente, que passar em testes de aplicação prática de transporte de massa e de movimentação de grandes cargas: navios, locomotivas de trens, etc. Depois, virá ainda aplicações práticas industriais de movimentação de carga, guidastes, pórticos, pontes rolantes, etc.

Contudo, nos regojizemos pois, hoje, células combustíveis do porte de megawatts já podem começar a ser empregadas em plantas de células de energia para fornecer energia para plantas industriais e para cidades e isso sim, muito provavelmente, se tornará uma realidade comercial de sucesso e impulsionará a continuidade do desenvolvimento dessa tecnologia.

Então chegaremos lá um dia, enquanto isso, apoie o Carro Elétrico Puro e, não aceite imitações complicadas, travestidas de boas ideias, que são, na verdade, mais caras em todos os sentidos e, acima de tudo, seja feliz!

Células Combustíveis - Uma Aplicação Comercial em Cogeração de Energia:


A eletricidade pode gerada junto com uma parcela de calor, em conversores de energia a partir de gás natural (GN), até mesmo sem que seja necessário realizar a queima do GN, pelo emprego de células combustíveis.

Como a eletricidade é gerada através de um processo eletroquímico que não envolve combustão (ao contrário usina tradicional geradora de eletricidade), produz quantidades desprezíveis ​​de poluentes e reduz consideravelmente as emissões de carbono.

Além disso, como o calor é produzido como um subproduto da reação eletroquímica, a unidade também produz calor suficiente para aquecer uma considerável quantidade de água, o suficiente para aquecer uma piscina ou para o fornecimento de água quente sanitária.

Essa tecnologia já se encontra comercialmente disponível e, não apenas para clientes corporativos, mas também para emprego em residências. Conversores tão pequenos quanto de 10 kW e, até mesmo de apenas 5 kW já se encontram a disponíveis a venda. Mas não se afobe pois, o preço não é nada atrativo ainda, principalmente para estes aparelhos menores.

A empresa norte americana ClearEdge é quem esta lançando estes produtos no mercado. Veja o vídeo o link segue abaixo), vale a pena conferir, a tecnologia é muito interessante e promissora e mais cedo ou mais tarde chegara aqui pois, graças ao bom Deus, além da era dos VEs, nós estamos também entrando na era do GN.

Além disso, os tais dispositivos operam com uma muito boa eficiência, de 90% e podem reduzir custos com energia em até 50% para consumidores comerciais grandes, como por exemplo, hotéis, shoppings Centers e condomínios. É novidade no mercado.

Como Produzir Eletricidade + Calor, a partir de GN Sem Queimá-lo!

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Este trabalho de André Luis Lenz, foi licenciado com uma Licença Creative Commons - Atribuição - NãoComercial - CompartilhaIgual 3.0 Não Adaptada.