Veículos eléctricos com Células de Combustível
Veículos eléctricos com Células de Combustível
Carlos Sousa
AGENEAL, Agência Municipal de Energia de Almada
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Veículos eléctricos com Células de Combustível
SUMÁRIO
1. Funcionamento de uma Célula de Combustível
2. Produção, transporte e armazenamento de Hidrogénio
3. Algumas propostas dos construtores
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FUNCIONAMENTO DE UMA CÉLULA DE COMBUSTÍVEL
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FUNCIONAMENTO DE UMA CÉLULA DE COMBUSTÍVEL
Exhaust
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FUNCIONAMENTO DE UMA CÉLULA DE COMBUSTÍVEL
Principais características
• Cada célula: 0.5 – 1 V
• Intensidade: 0.3 – 1 A cm2
• Potência: 0.3 – 0.5 W/cm2
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FUNCIONAMENTO DE UMA CÉLULA DE COMBUSTÍVEL
Exemplo: 2 x 100 células ( 40 cm x 40 cm)
 2 x (100 x 0.7) x (40 x 40 x 0.375) = 2 x (70 V x 640 A) = 84 kW (114 CV)
Ballard 900
107 CV
72 kg
34 x 24 x 75 cm
Volume 61 L
1,3 kW / L
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FUNCIONAMENTO DE UMA CÉLULA DE COMBUSTÍVEL
  15 to 35%
  30 to +50%
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Célula de
combustível de
um autocarro de
passageiros,
MAN
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DESAFÍOS PARA O FUTURO
• Custo:
• 400 €/kW (7 x preço de um motor convencional)
• Célula completa: € 20 000,00 (motor € 3 000,00)
• Fiabilidade
• Resposta a regimes transientes
• Problemas com baixas temperaturas (abaixo de 0 ºC)
• Contaminação com H2
• Adaptação ao veículo
• Necessidade de Hidrogénio (produção, transporte e armazenamento)!!
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PRODUÇÃO, TRANSPORTE E ARMAZENAMENTO DE H2
1. Produção “Industrial”
•
Electrólise da água? Gás Natural? Refinaria de petróleo?
•
Fontes renováveis?
•
Rede de distribuição? (não existe!)
•
Custos, Investimentos
•
Segurança e aceitação social
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PRODUÇÃO, TRANSPORTE E ARMAZENAMENTO DE H2
2. Produção Descentralizada (na estação de enchimento)
•
A partir de quê? (electrolise da água? Gás Natural? Outros?)
•
Custo do equipamento
•
Segurança e aceitação social
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PRODUÇÃO, TRANSPORTE E ARMAZENAMENTO DE H2
Independentemente do local de produção (estação de serviço ou
industria)
•
Sistema de enchimento
• Segurança
• Tempo de enchimento
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PRODUÇÃO, TRANSPORTE E ARMAZENAMENTO DE H2
Armazenamento a bordo…
•
Gás comprimido a 300 bar? (muito baixa densidade)
•
Liquido a –253 ºC? (alta taxa de evaporação, baixa densidade)
•
Matriz sólida? (razão peso/volume)
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PRODUÇÃO, TRANSPORTE E ARMAZENAMENTO DE H2
3. Produção a bordo com um reformador:
•
De gás natural, metanol, etanol?
•
Gasolina?
•
Problemas
• Eficiência do Sistema
• Custo
• Tecnologia
• Emissões – Não resolve o “Problema do Carbono”
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Necar 1 (1994)
Necar 2 (1996)
Necar 3 (1997; CH3OH)
Necar 4 (1999)
Necar 5 e Jeep Commander (2000;
CH3OH)
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Opel Hydrogen 1
• H2 Líquido (75 Litros; 5 kg H2)
• Pilha com 200 células (59/27/50 cm)
- 150 – 200 V; 90 kW/ 122 CV
- 68 kg
• Bateria Auxiliar
• Peso: 1575 kg
• 0-100 km/h – 16 s
• Velocidade Max.: 140 km/h
• Autonomia: 400 km
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PROJECTOS DE DEMONSTRAÇÃO - CUTE
• Clean Urban Transport for Europe, CUTE
• Projecto de demonstração para testar e avaliar a performance
operacional como transporte público de autocarros a hidrogénio
• 10 cidades europeias (Barcelona, Madrid, Londres, Hamburgo,
Luxemburgo, Estocolmo, Amesterdão, Estugarda, Estocolmo, Porto)
• 3 autocarros Daimler-Chrysler por cidade
• Métodos de produção de hidrogénio diferenciados
(Renováveis - hídrica, gás natural, refinaria)
• Avaliação de custos, infra-estrutura, ciclo de vida, emissões, etc.
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Obrigado pela Vossa atenção!
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