Estudo da Stanford descobre forma de sintetizar hidrogênio que pode baratear operação de ônibus com células de combustível

Publicado em: 23 de agosto de 2018

Usando metais mais simples, é possível reduzir preço. Bateria pode ser recarregada em até 10 mil vezes

ADAMO BAZANI

Atualmente, um dos grandes obstáculos para geração de energia elétrica para baterias de veículos e aplicações residenciais a partir do hidrogênio é o custo de aquisição e operação dos equipamentos.

Entretanto, um estudo que está sendo desenvolvido pela Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, pode começar a reverter este quadro.

Um aluno criou uma bateria que, em vez de usar metais nobres, como a platina, consegue sintetizar o hidrogênio transformando sulfetos de metal de baixo custo em eletrodos.

Com isso, o custo para gerar a reação necessária para produzir a energia elétrica deve cair sensivelmente.

Em termos de comparação, o grama da platina custa R$ 116, o dissulfeto vai custar R$ 1,60 o grama.

A pesquisa foi publicada na revista científica Nature que informa que foi desenvolvido protótipo da bateria à base de água de três centímetros de altura que pode gerar 20 miliwatts-hora de eletricidade.

São números modestos, mas os cientistas garantem que se trata de um experimento, havendo a possibilidade de ampliar as escalas.

“O que fizemos foi atirar um sal especial na água que gerou um eletrodo e criar uma reação química reversível que armazena elétrons na forma de gás hidrogênio”, disse o coordenador da pesquisa, Yi Cui (foto ao lado), segundo tradução feita por sites brasileiros.

Foram aplicados o sal industrial usado na produção de baterias, fertilizantes, papel e outros materiais, possibilitando uma troca reversível de elétrons entre a água e o sulfato de manganês.

“Os elétrons que fluem reagiram com o sulfato de manganês dissolvido na água para deixar partículas de dióxido de manganês aderidas aos eletrodos” – disse a equipe de pesquisa.

Os elétrons resultantes passaram a borbulhar como gás de hidrogênio, possibilitando o armazenamento dessa energia.

A partir deste ponto, os cientistas reconectaram a fonte de alimentação com este dispositivo, garantindo a recarga da bateria.

As partículas de dióxido de manganês aderiram ao eletrodo para a combinação com a água. Com isso, foi possível repor o sal de sulfato de manganês.

“Uma vez que este sal foi restaurado, os elétrons que chegam se tornam excedentes, e o excesso de energia pode se elevar como o gás hidrogênio, em um processo que pode ser repetido várias vezes”, continuou a equipe, segundo sites especializados.

O hidrogênio, pelo alto custo e complexidade, é ainda pouco usado como matriz energética, mas os impactos ambientais são bem vantajosos.

Num ônibus, por exemplo, sairia apena vapor d’água dos escapamentos.

Até agora, o Brasil possui quatro ônibus a hidrogênio, mas que não são ainda utilizados pelos passageiros. Os veículos estão encostados na garagem da operadora do Corredor ABD.

O projeto teve custo total de mais de US$ 16 milhões, como aponta o próprio site da agência do Governo Federal que financia pesquisa e inovação, a Finep, sendo na época US$ 12,3 milhões do Global Environment Facility (GEF), aplicados por meio do Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (PNUD), e R$ 8,4 milhões da Finep – Relembre:  http://www.finep.gov.br/noticias/todas-noticias/5045-novos-desafios-para-a-implantacao-de-onibus-a-hidrogenio-sao-debatidos-na-finep

O primeiro veículo foi apresentado à população no dia 1º de julho de 2009. Na época, o governador de São Paulo era José Serra e a promessa era de que até 2011 a rotina dos transportes seria marcada por esses ônibus que em vez de soltarem fumaça, emitem vapor d’água durante a operação.

O ônibus quase nem rodou em testes no Corredor Metropolitano ABD, que liga São Mateus, na zona leste da capital paulista, ao Jabaquara na zona sul, por municípios do ABC. A capacidade de passageiros era pequena, 63 pessoas entre sentadas e em pé. A lotação limitada se dava porque os tanques e todo equipamento para células de hidrogênio ficavam na parte de trás, roubando espaço interno. Mas os problemas não foram apenas estes: baixo desempenho e  custos tornavam o projeto no mínimo desafiador.

Apesar de a apresentação do primeiro veículo ter ocorrido em 2009, o chamado “Projeto Ônibus Brasileiro a Hidrogênio” teve origem em 16 de janeiro de 2002, quando foi publicada a manifestação de interesse para avaliação do mercado e tentativa de formação de Consórcios para desenvolvimento e fabricação dos veículos. Apenas em novembro de 2006, é que o projeto foi lançado formalmente e consistiu na aquisição, operação e manutenção de até quatro ônibus com célula combustível a hidrogênio, conforme a própria EMTU: http://www.emtu.sp.gov.br/emtu/empreendimentos/projetos-de-desenvolvimento-tecnologico/onibus-a-hidrogenio.fss

Todo este projeto custou até agora, de acordo com o portal do Ministério das Minas e Energia, mais de US$ 16 milhões de dólares, com financiamento público e internacional. O projeto foi coordenado pelo Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento (Pnud), Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos (EMTU),  Agência Brasileira de Cooperação (ABC), direção do Ministério das Minas e Energia (MME),  e recursos do Fundo Global para o Meio Ambiente (GEF) e da Agência Brasileira de Inovação (Finep). Entre as fabricantes que participaram, estavam Tutto Trasporti, que nesse período mudou de direção, Marcopolo com a carroceria.

A garagem teve de contar com uma estação inicial de abastecimento, que logo se tornou obsoleta.

O projeto continuou até que em 15 de junho de 2015, às 10h, e, no mínimo quatro anos de atraso, o governador Geraldo Alckmin participava do lançamento de três novos modelos, também com carroceria Marcopolo e chassi do Grupo Tutto já sob nova direção.

Os veículos ficaram mais modernos. Não havia mais o problema de espaço interno reduzido, já que os equipamentos e os tanques de hidrogênio ficaram na parte superior do ônibus.

Nasceu assim a expectativa de o projeto deslanchar e, finalmente, os passageiros andarem nos veículos. Uma nova estação de abastecimento também foi apresentada dentro da garagem.

Mas operação que é bom, quase nada.

Os três veículos circularam de maneira esporádica entre os meses de julho de 2015 e março de 2016, com poucas viagens comerciais.

Apesar de todo o entusiasmo passado nas notas oficiais à imprensa pela EMTU- Empresa Metropolitana de Transportes Urbanos, depois de março ninguém conseguiu ver mais esses veículos no Corredor ABD.

EMTU CONSIDERA PROJETO UM SUCESSO:

Em resposta à reportagem no site Diário do Transporte, sob título “Governo de São Paulo considera ônibus articulado a hidrogênio a partir do gás natural” a EMTU/SP esclarece que o projeto dos ônibus movidos a célula a combustível hidrogênio alcançou seus objetivos no Brasil, tendo colocado em operação comercial uma frota com um combustível totalmente limpo. Com esse desempenho, o Brasil entrou para um seleto grupo de países (Alemanha, Inglaterra, Holanda, Suíça, Itália, Noruega, Estados Unidos, Canadá e China).

O programa dos ônibus movidos a hidrogênio não contou com recursos financeiros da EMTU/SP ou do Governo do Estado de São Paulo. A EMTU/SP foi designada para ser a Coordenadora Nacional do Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento – PNUD, que entrou com o apoio financeiro do Global Environmental Facility (GEF), além de recursos provenientes da Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP), por intermédio do MME. Para o desenvolvimento de todo o projeto foram destinados US$ 16 milhões.

A EMTU/SP sempre foi pioneira em testar novas tecnologias como o ônibus a gás, o ônibus elétrico com baterias e veículo movido a etanol. Apesar de testar e verificar a viabilidade técnica, a empresa não tem a responsabilidade de manter a frota ou multiplica-la. O plano de expansão da frota de veículos movidos a hidrogênio depende da implantação de uma rede nacional de fornecedores de peças e componentes e também de mecanismos de incentivos governamentais para que as empresas operadoras do transporte público possam se interessar pelo programa.

O projeto Ônibus movido a Célula de Hidrogênio tinha vigência até 31/03/2016 e circulou no Corredor ABD até início de junho de 2016. Para não interromper um programa tão vitorioso, a EMTU/SP já vinha, muito antes dessa data, prospectando novas parcerias para possibilitar a continuidade operacional dos ônibus e da estação em função de não haver mais compromissos entre os parceiros de projeto.

Uma das possibilidades é essa publicada no Diário Oficial que seria a incorporação da tecnologia de produção de hidrogênio a partir da reforma de gás natural. Essa proposta é composta pelo desenvolvimento de uma planta de produção de hidrogênio, a partir da reforma de gás natural, para utilização em veículos de transporte público de passageiros da EMTU/SP; Estudos comparativos de tecnologias de produção de Hidrogênio pela tecnologia da Eletrólise e reforma de gás natural; Desenvolvimento de ônibus articulado movido a hidrogênio e comparativo de desempenho operacional com ônibus movido a gás natural.

A EMTU/SP considera muito importante a operação e o desenvolvimento da tecnologia do hidrogênio, sendo que todo o esforço dispendido tem relevante importância para o Brasil, uma vez que trouxe conhecimento técnico e desenvolvimento à indústria nacional.

Adamo Bazani, jornalista especializado em transportes