Um avanço tecnológico promissor pode transformar o cenário dos carros elétricos e acelerar a transição para fontes de energia mais sustentáveis. Pesquisadores do Centro de Inovação em Novas Energias (CINE), em colaboração com outras instituições, publicaram um estudo detalhado no Journal of Energy Chemistry sobre as células a combustível de óxidos sólidos suportadas em metais (MS-SOFCs, na sigla em inglês).
Tecnologia chave para a descarbonização
Essa tecnologia, que vem ganhando destaque no meio acadêmico e industrial, pode ser a chave para a descarbonização do setor automotivo, especialmente em países com forte produção de biocombustíveis, como Brasil, Estados Unidos, Tailândia, Índia e nações africanas.
De acordo com Gustavo Doubek, professor da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e membro do CINE, as MS-SOFCs representam uma solução eficiente e versátil para a mobilidade sustentável. “Essa tecnologia combina alta eficiência energética, durabilidade e flexibilidade no uso de combustíveis, superando as limitações atuais dos carros elétricos a bateria e dos veículos movidos a hidrogênio”, explica Doubek. “Ela pode ser uma alternativa viável para a transição energética, sem os custos elevados do hidrogênio ou os longos tempos de recarga das baterias convencionais.”
O estudo é resultado de uma colaboração entre pesquisadores da Unicamp, do Instituto Mackenzie de Pesquisas em Grafeno e Nanotecnologias (MackGraphe), da Universidade Federal do Espírito Santo (Ufes) e da King Abdullah University of Science and Technology (Kaust, Arábia Saudita). O trabalho recebeu apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e de outras instituições, como o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e a Shell.
Vantagens das MS-SOFCs
As MS-SOFCs apresentam diversas vantagens em comparação com outras tecnologias de mobilidade. Em relação aos carros convencionais movidos a etanol, os veículos equipados com células a combustível são mais eficientes, permitindo que a mesma quantidade de biocombustível renda mais quilômetros. Além disso, os carros elétricos com MS-SOFCs são mais silenciosos, reduzindo a poluição sonora, e oferecem maior conforto para motoristas e passageiros.
Quando comparados aos carros elétricos a bateria, os veículos com MS-SOFCs se destacam pela rapidez no abastecimento, que é semelhante ao de um carro tradicional, eliminando a necessidade de longos períodos de recarga. Outra vantagem é a redução da pressão sobre a rede elétrica, já que a geração de energia ocorre diretamente no veículo.
A tecnologia também se mostra superior aos carros movidos a hidrogênio, pois pode ser abastecida com combustíveis amplamente disponíveis, como etanol, biogás, biometano e até amônia verde. Isso elimina a dependência de postos de hidrogênio, que ainda são raros e caros. Além disso, as MS-SOFCs são mais robustas e têm custos menores em comparação com outras células a combustível de óxido sólido que utilizam apenas cerâmicas.
Como funciona a tecnologia
Em um carro equipado com MS-SOFCs, o tanque é abastecido com um combustível renovável, como o etanol. Esse combustível passa por um reformador, que extrai hidrogênio por meio de reações químicas. O hidrogênio é então oxidado na célula a combustível, gerando eletricidade para alimentar o motor elétrico. O processo produz como resíduos água, calor e uma pequena quantidade de dióxido de carbono (CO2), que é compensado pelo CO2 absorvido durante o cultivo da cana-de-açúcar, resultando em emissões líquidas próximas de zero.
Apesar de ainda não estar disponível em veículos comerciais, a tecnologia já foi testada em um protótipo da Nissan, o “e-Bio Fuel Cell”, lançado no Brasil em 2016. No entanto, os pesquisadores destacam que ainda há desafios a serem superados, como a melhoria do desempenho, a vida útil e a redução de custos das MS-SOFCs.
Conexão entre ciência e mercado
Hudson Zanin, professor da Unicamp e coautor do estudo, ressalta que o CINE não se limita à pesquisa básica, mas também busca conectar a ciência ao mercado. “Nosso objetivo é levar essas inovações do laboratório para aplicações reais, garantindo que as MS-SOFCs se tornem uma solução prática e acessível na transição energética”, afirma Zanin.
O estudo completo, intitulado Reviewing metal supported solid oxide fuel cells for efficient electricity generation with biofuels for mobility, está disponível no site da Journal of Energy Chemistry e oferece uma análise detalhada dos avanços, desafios e perspectivas futuras dessa tecnologia promissora. Com o apoio contínuo de instituições de pesquisa e empresas, as MS-SOFCs podem se tornar uma peça fundamental no caminho rumo a um futuro mais sustentável e eficiente no setor automotivo.
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