Empresas do Japão apostam em motor de combustão a hidrogênio
Os motores de combustão movidos a hidrogênio estão ganhando força como uma alternativa de menor custo às células de combustível.
O desenvolvimento em uma ampla gama de dispositivos de mobilidade é um potencial fator favorável para a adoção generalizada desse combustível ecologicamente correto.
A Kawasaki Heavy Industries está desenvolvendo o O'Cuvoid -- uma pequena fonte de energia cujo motor movido a hidrogênio aciona um gerador para produzir eletricidade.
"Queremos oferecer isso como uma unidade de geração de energia que possa ser usada como uma bateria", disse Yoshimoto Matsuda, diretor executivo.
Embora a potência do dispositivo, que mede cerca de 1 metro quadrado, ainda esteja em avaliação, a empresa espera cerca de 35 quilowatts por unidade.
A empresa prevê que os geradores serão usados em aplicações de mobilidade e ao ar livre.
Veículos de quatro rodas e vagões de trem poderiam utilizá-los por meio da instalação de múltiplas unidades.
A Kawasaki Heavy aproveitou a tecnologia de motocicletas do grupo para desenvolver o motor a hidrogênio dentro do dispositivo.
Para comprimir e queimar o hidrogênio de forma eficiente, foi incorporado um supercompressor semelhante aos usados em motos esportivas.
"Nosso objetivo é transformar o negócio de pequenas unidades em um negócio de centenas de bilhões de ienes [100 bilhões de ienes equivalem a US$ 621 milhões] em dez anos", disse Matsuda.
O hidrogênio é mais leve e mais inflamável que a gasolina, exigindo um controle cuidadoso da combustão, mas a capacidade de desenvolver dispositivos usando a tecnologia existente é um ponto forte.
A Kawasaki Heavy também planeja usar o motor a hidrogênio do O'Cuvoid no Corleo, um robô quadrúpede semelhante a um cavalo, com previsão de lançamento para 2035, para transportar passageiros por campos e montanhas.
Há grandes expectativas em relação ao hidrogênio como fonte de energia com baixo impacto ambiental.
O governo japonês pretende aumentar o fornecimento de hidrogênio para 20 milhões de toneladas métricas até 2050 — cerca de dez vezes o nível atual.
Criar nova demanda com dispositivos movidos a hidrogênio ajudará a reduzir os custos por meio da produção em massa.
As células de combustível, que geram eletricidade por meio de uma reação química com o oxigênio, abriram caminho para a utilização do hidrogênio.
É uma tecnologia totalmente diferente dos motores de combustão interna convencionais.
O sedã Mirai da Toyota Motor, lançado em 2014, foi o primeiro veículo movido a célula de combustível produzido em massa e comercializado.
Agora, os motores a hidrogênio estão sendo reavaliados.
O mercado mundial de motores de combustão a hidrogênio ultrapassará US$ 20 bilhões em 2036, tornando-se maior do que o mercado global de células de combustível naquele ano, segundo projeções da empresa de pesquisa americana Future Market Insights.
Os motores são construídos principalmente com ferro e alumínio, o que os torna mais baratos do que as células de combustível que utilizam metais raros como a platina como catalisadores.
"O custo total do sistema pode ser inferior a um décimo, e os reparos podem ser feitos utilizando a tecnologia existente de motocicletas e automóveis", disse Matsuda.
Enquanto as células de combustível exigem hidrogênio com pureza superior a 99%, os motores podem ser alimentados pela mistura de hidrogênio com gás natural, o que significa que purezas menores são suficientes.
Hidrogênio de maior pureza é mais caro.
Os motores a hidrogênio também têm a vantagem de atingir alta potência mais rapidamente do que as células de combustível que dependem de reações químicas.
As células de combustível superam os motores a hidrogênio em eficiência energética.
Sua eficiência de conversão é estimada em cerca de 60%, bem acima dos 40% dos motores a hidrogênio.
E, em comparação com os motores a hidrogênio que podem emitir óxidos de nitrogênio durante a combustão, as células de combustível são consideradas de menor impacto ambiental.
Cada uma tem vantagens e desvantagens — e muitos acreditam que, em vez de focar em uma em detrimento da outra, "ambas deveriam ser desenvolvidas como as duas rodas do campo do hidrogênio", disse Matsuda.
Os motores a hidrogênio estão sendo cada vez mais utilizados em equipamentos de alta potência e grande escala.
Em junho, a Toyota participou da série de corridas de resistência Super Taikyu, no Japão, com seu GR Corolla movido a hidrogênio, demonstrando que os carros de corrida a hidrogênio têm capacidades quase equivalentes às de seus equivalentes movidos a gasolina.
A Toyota vem experimentando com hidrogênio líquido desde 2023, tendo instalado um motor supercondutor dentro do tanque de combustível este ano.
Os carros a hidrogênio "finalmente podem correr em uma corrida", disse o presidente Akio Toyoda, que participou da corrida como piloto.
"Nossa jornada rumo ao futuro continua."
A Mitsubishi Fuso Truck and Bus está desenvolvendo um motor a hidrogênio para caminhões pesados, reduzindo custos ao utilizar 80% dos componentes de caminhões a diesel já existentes.
Na Índia, que busca implementar o hidrogênio como política nacional, a Tata Motors também pretende desenvolver caminhões a hidrogênio.
Desenvolver um ecossistema é um desafio para a popularização do hidrogênio.
Os postos de abastecimento de hidrogênio no Japão diminuíram de 179 no ano fiscal de 2022 para cerca de 150.
A volta de Donald Trump à presidência dos Estados Unidos desencadeou uma mudança global de volta para combustíveis fósseis como o gás natural liquefeito.
O melhor desempenho das baterias de veículos elétricos, uma tecnologia concorrente, também representa um obstáculo para o hidrogênio.
O preço do hidrogênio, produzido principalmente a partir de combustíveis fósseis, é atualmente estimado em cerca de 100 ienes por metro cúbico normal — um valor significativamente acima da meta do governo de 20 ienes até 2050.
O hidrogênio "verde", produzido utilizando energia renovável para a eletrólise da água e considerado o de menor impacto ambiental, é particularmente caro.