Várias outras possibilidades de extração do hidrogênio podem se mostrar viáveis. Uma bastante indicada para a geração de energia estacionária dirigida a condomínios ou edifícios comerciais é a da instalação de equipamentos voltados para a reforma do gás natural encanado. No caso da ausência do gás natural encanado, os velhos e bons cilindros de hidrogênio podem garantir o suprimento necessário do gás para o funcionamento das unidades geradoras.

divulgação	A obtenção de hidrogênio para a geração de energia para veículos exige uma avaliação mais complexa. Não está descartada, por exemplo, a instalação nas garagens de empresas de transporte de equipamentos voltados para a realização da hidrólise. Outra alternativa vista com bons olhos para o abastecimento dos automóveis é a de instalação em postos de combustíveis de equipamentos projetados para extrair o hidrogênio do álcool, gasolina, diesel ou do gás natural.
Protótipo de ônibus movido a célula combustível

Os protótipos de ônibus e automóveis já rodando com hidrogênio em vários países são equipados com cilindros de hidrogênio mantidos a uma pressão entre 200 bar e 300 bar. “O transporte e a utilização de hidrogênio não são mais perigosos do que os de outros combustíveis. Mas é lógico que precisam seguir determinadas condições de segurança para que os acidentes sejam evitados”, explica o gerente da EMTU. 

O avanço da nanotecnologia pode vir a promover uma grande revolução nessa prática. Em vários países estão avançadas as pesquisas voltadas para a substituição dos cilindros por recipientes que se utilizem de hidretos metálicos, sólidos que absorvem hidrogênio. A alternativa permitirá o armazenamento do vetor energético em pressões em torno dos 2 bar ou 3 bar, tornando todo o processo muito mais seguro. A fórmula também tornará viável a geração de energia por meio desta tecnologia para o funcionamento de aparelhos portáveis, como computadores de mão, celulares e outros aparelhos eletroeletrônicos. 

Sonho antigo – O desejo de utilizar o hidrogênio para gerar energia não é novo, vários estudos foram promovidos durante o transcorrer do século 20. O primeiro modelo funcional de células a combustível surgiu na década de 30. No final dos anos 60 teve início o desenvolvimento das células a ácido fosfórico, chamadas PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell), feito assinado pela norte-americana United Technology Corporation e que representou um significativo progresso tecnológico sobre os estudos realizados até então. 

Nos anos 80 foi realizada nos Estados Unidos a primeira tentativa de campo que obteve relativo sucesso. O projeto reuniu um sistema de 40 unidades geradoras dotadas com células a ácido fosfórico, que geravam uma potência elétrica de 40 kW. As células alcalinas AFC (Alkaline Fuel Cell) surgiram para possibilitar as viagens espaciais e são as precursoras das células mais modernas.

A pouca viabilidade econômica foi um empecilho para a disseminação dos protótipos construídos no século passado. Hoje, com o grande investimento feito em pesquisas e o surgimento de vários materiais com custo reduzido, apareceram vários outros tipos de células a combustíveis, que funcionam a quente ou a frio e são mais competitivas. 

Entre elas está a chamada célula PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell), que opera a baixas temperaturas (até 90º C) e é apontada como a alternativa mais promissora para impulsionar a substituição dos motores de combustão interna, além de poder ser aplicada a unidades geradoras de energia estacionárias. De forma resumida, a célula PEMFC pode ser definida como uma espécie de bateria, que conta com duas placas separadas por um conjunto chamado MEA (Membrane-Electrode-Assembly), formado por membrana polimérica feita em perfluorado de tetrafluorpolietileno e que serve de base para os eletrodos e elementos catalisadores que a envolvem. 

Em uma das placas ocorre um fluxo de hidrogênio alimentado exteriormente, na outra um de oxigênio retirado do ar. Os catalisadores ionizam as moléculas de hidrogênio e oxigênio, de forma que as moléculas de hidrogênio sejam atraídas para a placa onde se concentram as moléculas de oxigênio. Como o MEA é permeável apenas aos prótons de hidrogênio, os elétrons desse elemento químico são desviados e formam a corrente elétrica que gera a energia (veja o esquema). 

O uso comercial dessa célula era inimaginável até há pouco tempo, em virtude da necessária utilização de uma grande quantidade de platina na composição do MEA, o coração de todo o conjunto. A platina tem a função de atuar como elemento catalisador, tanto na reação anódica como na catódica. O avanço da nanotecnologia, porém, tornou viável o uso da tecnologia. Hoje, são utilizadas nanopartículas do metal nobre colocadas sobre um suporte de negro de fumo, fator que reduziu os custos de produção do conjunto de forma drástica. 

As células a combustível que operam em altas temperaturas, cuja principal aplicação é voltada à geração de energia em unidades estacionárias, apresentam algumas vantagens. Por causa de suas características, elas não necessitam de metais nobres como catalisadores, apresentam maior eficiência de conversão da energia química em elétrica e têm elevada capacidade de co-geração de eletricidade e calor. Em compensação, têm deficiências como maior propensão a processos de corrosão e fadiga dos componentes, entre outros problemas. 

No universo das células a quente, as do modelo SOFC (Solid Oxide Fuel Cell), produzidas em materiais cerâmicos, encontram-se entre as de uso mais promissor. Elas utilizam uma matriz de níquel metálico sintetizado com óxido de zircônio como material de ânodo e um composto de lantânio dopado com estrôncio como cátodo. 

Ônibus nacional – A idéia de produzir no Brasil alguns protótipos de ônibus movidos a hidrogênio nasceu há cerca de sete anos. Na época, o Ministério de Minas e Energia começou a fazer estudos com a intenção de aproveitar a energia hidrelétrica gerada fora dos horários de pico e não utilizada. A idéia encontrou eco na EMTU. A empresa, por exemplo, foi uma das pioneiras em todo o mundo na utilização de gás natural e de etanol para movimentar os ônibus.

“Nosso objetivo foi o de permitir ao Brasil absorver conhecimento em uma tecnologia com grande potencial de mercado”, conta Schettino. O potencial a que se refere o executivo não se traduz apenas em um recurso de retórica. O Brasil é o maior mercado e o maior produtor mundial de ônibus, com fabricação estimada de 19 mil unidades por ano. A frota da região metropolitana de São Paulo é a que concentra maior número de veículos do planeta.

A partir de 1997, a EMTU passou a trabalhar na primeira fase do projeto, que contou com o apoio do Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD). A etapa consistiu na elaboração de um estudo de viabilidade, que tinha como principal objetivo obter financiamentos do Global Environment Facility (GEF), órgão de ajuda ao progresso tecnológico ligado à ONU, e da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep). 

O estudo foi aprovado pelos financiadores em abril de 2000. Começou, então, uma nova fase, que previa a aquisição, operação, manutenção e acompanhamento do desempenho de oito ônibus equipados com célula a combustível. Esses ônibus deveriam rodar cerca de 1 milhão de quilômetros. Além disso, foi projetada a montagem de uma estação de produção de hidrogênio e de abastecimento dos ônibus. 

Por questões orçamentárias, a frota prevista inicialmente foi reduzida para cinco ônibus. Outro problema enfrentado pela EMTU foi a dificuldade em encontrar parceiros da iniciativa privada interessados em participar do projeto. Esse entrave provocou o atraso da execução do plano, cujo cronograma previa a circulação dos primeiros protótipos em 2004. “Nossa expectativa é de firmar contrato com as empresas fornecedoras de produtos e serviços para a execução do projeto dentro de um ou dois meses. O primeiro protótipo do ônibus deve ir para as ruas no segundo trimestre de 2006”, informa o gerente da EMTU.

Os ônibus serão equipados com células a combustível do modelo PEMFC. Eles também contarão com sistema de tração composto de motor elétrico e comandos eletrônicos, além de um conjunto de equipamentos auxiliares voltados ao gerenciamento da alimentação de ar e combustível, bem como o controle da variação de potência. 

A unidade de produção de hidrogênio e de abastecimento dos veículos será construída dentro da garagem localizada na sede da empresa de transportes urbanos. O vetor energético será obtido por meio da instalação de um equipamento de eletrólise. “Uma das imposições feitas pelo GEF exige que o hidrogênio seja produzido a partir de uma fonte renovável”, justifica Schettino.

O fato da frota circular em um corredor de ônibus proporciona uma série de vantagens à pesquisa. Nos corredores, os veículos carregam um número de passageiros quatro vezes maior do que nas linhas normais, particularidade que proporciona um custo operacional mais barato. Eles circulam com velocidade média mais elevada do que os que se movimentam nas ruas, o que permitirá melhores avaliações de desempenho. Além disso, os corredores concentram maiores quantidades de emissões de poluentes. “Estados Unidos, Inglaterra, Austrália e China são os países onde estão sendo testados os primeiros protótipos de ônibus. Os veículos têm se mostrado limpos, silenciosos e com desempenho bastante satisfatório”, conta Schettino.

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