Células a Combustível com Biocombustíveis: Tecnologia Pode Revolucionar o Transporte Sustentável

Uma pesquisa publicada no Journal of Energy Chemistry por cientistas do Centro de Inovação em Novas Energias (CINE) e instituições parceiras destaca o potencial das células a combustível de óxidos sólidos suportadas em metais (MS-SOFCs, na sigla em inglês) para a transição energética do setor automotivo. O estudo ressalta que essa tecnologia pode ser crucial para a descarbonização da mobilidade em países com forte produção e comercialização de biocombustíveis, como Brasil, Estados Unidos, Tailândia, Índia e nações africanas.

Segundo Gustavo Doubek, professor da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e membro do CINE, as MS-SOFCs combinam alta eficiência, durabilidade e flexibilidade de combustível, podendo superar limitações das baterias elétricas e reduzir os altos custos do hidrogênio. "Elas criam um caminho sólido para a eletrificação do setor automotivo sem as restrições do tempo de recarga das baterias convencionais", explica.

O artigo, resultado da colaboração entre pesquisadores da Unicamp, Instituto Mackenzie de Pesquisas em Grafeno e Nanotecnologias (MackGraphe), Universidade Federal do Espírito Santo (Ufes) e King Abdullah University of Science and Technology (Kaust, Arábia Saudita), recebeu apoio da FAPESP e Shell.

Vantagens das MS-SOFCs e o papel do etanol

As células MS-SOFCs apresentam diversas vantagens sobre as tecnologias atuais. Comparadas aos motores convencionais a etanol, elas oferecem maior eficiência energética, permitindo que um veículo percorra mais quilômetros com a mesma quantidade de combustível. Já em relação aos carros elétricos a bateria, a principal vantagem está na rapidez do abastecimento, eliminando a necessidade de longos períodos de recarga.

Além disso, essa tecnologia não sobrecarrega a rede elétrica e pode ser abastecida com bioetanol, biogás, biometano e até combustíveis fósseis. Isso a torna mais viável que o hidrogênio, cuja infraestrutura de distribuição ainda é limitada globalmente.

Como funciona a tecnologia?

No caso de um veículo movido a MS-SOFCs, o tanque seria abastecido com etanol, produzido a partir da cana-de-açúcar. Esse combustível passaria por um reformador, que extrai o hidrogênio presente na composição do biocombustível. O hidrogênio, então, seria oxidado dentro da célula a combustível, gerando eletricidade para carregar baterias e supercapacitores, fornecendo energia ao motor elétrico.

Esse processo gera apenas água, calor e uma quantidade mínima de CO₂, que é compensada pelo ciclo da fotossíntese da cana-de-açúcar, resultando em emissões líquidas quase nulas.

Desafios e perspectivas

Embora as MS-SOFCs ainda não sejam encontradas em veículos comerciais, a tecnologia já foi testada em um protótipo da Nissan, o e-Bio Fuel Cell, apresentado no Brasil em 2016. No entanto, desafios como desempenho, vida útil e custos de produção ainda precisam ser superados antes da adoção em larga escala.

O CINE segue investindo na pesquisa e no desenvolvimento de soluções para tornar essa tecnologia mais acessível e conectá-la ao mercado. "Nosso foco não é apenas a inovação científica, mas também a viabilização prática dessas tecnologias", afirma Hudson Zanin, professor da Unicamp e coautor do estudo.

O estudo completo pode ser acessado no link: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2095495624007848?via%3Dihub.

Fonte: Fapesp