Os últimos 18 meses foram marcados por um aumento na urgência da independência dos combustíveis fósseis – uma urgência que levou a inúmeros anúncios de governos mundiais para financiar a tecnologia de energia renovável.
Entre essas tecnologias, os veículos elétricos com célula de combustível de hidrogénio (FCEV) podem levar a indústria da mobilidade a uma nova era de transporte sustentável e limpo.
“Os compressores eficientes, potentes e leves da Garrett para FCEV fundem tecnologias aeroespaciais e automóveis de ponta para impulsionar células de combustível de última geração. Na verdade, a Garrett está a evoluir com a inovação de células de combustível há mais de 40 anos”, avança o comunicado.
“A empresa lançou uma das primeiras aplicações automóveis de produção de células de combustível, em 2016, e, agora, a sua presença global e liderança em sistemas de eletrificação estão a abrir caminho para o futuro mais limpo da mobilidade”, acrescenta.
Nesse sentido, eis os sete aspetos principais sobre as tecnologias e capacidades da Garrett que ajudam a impulsionar a adoção mundial da tecnologia de zero emissões.
Por que razão precisam os veículos com célula de combustível de hidrogénio de um compressor?
“A indústria automóvel utiliza células de combustível de hidrogénio como geradores elétricos para alimentar o motor elétrico. As células de combustível são feitas empilhando células individuais de membranas de troca de protões (PEM) e placas bipolares, que podem produzir eletricidade a partir de hidrogénio e ar, através de uma reação eletroquímica”, explica a Garrett.
“Para realizar esta reação de forma eficiente e produzir potência máxima, a pilha de células de combustível precisa de ser alimentada com hidrogénio e fluxo de ar otimizado e suprimento de pressão”, refere.
“Os compressores elétricos de alta pressão da Garrett aumentam, significativamente, a densidade de energia das células de combustível da Proton Exchange Membrane (PEM) enquanto reduzem o ruído do compressor, permitindo que essa tecnologia de energia limpa seja aplicada a veículos modernos de todas as dimensões, desde os menores, veículos de passageiros, até aos maiores veículos comerciais”, sublinha.
“Aumentar as pilhas de células de combustível para um fluxo de ar de alta pressão é fundamental para a eficiência geral e a densidade de potência, assim como a embalagem do compressor de ar, que deve caber e acionar powertrains elétricos em veículos de passageiros e comerciais”, explica.
“O novo design modular do e-compressor de célula de combustível da Garrett baseia-se na sua experiência em turbo aerodinâmica, operando acima das velocidades padrão da indústria superiores a 150.000 rpm”, esclarece.
O sistema também é configurável. “Na sua forma mais simples, vem com um único compressor, mas dependendo das necessidades operacionais da pilha de combustível e dos objetivos do cliente, pode ser equipado com um compressor de alta pressão adicional ou um expansor de turbina”, dá conta.
“O expansor de turbina opcional resulta em 20% menos de utilização de energia elétrica em relação aos modelos sem turbina, o que reduz o consumo de hidrogénio e aumenta a autonomia”, sublinha a mesma fonte.
Veículos ligeiros e transporte rodoviário
“O vapor de água é a única emissão de escape dos veículos elétricos com célula de combustível. Por isso, a tecnologia está a ganhar força em vários modos de mobilidade e tipos de veículos. Desde modelos de passageiros, carrinhas, camiões médios e pesados e transportes, motociclos e aplicações fora de estrada, os FCEV parecem destinados a desempenhar um papel significativo ao lado de veículos elétricos a bateria (BEV) e veículos híbridos plug-in (PHEV) num baixo futuro do carbono”, diz.
E frisa: “Os FCEV ajudam a resolver os desafios de tempo de recarga da bateria (garantindo uma maior disponibilidade) e peso da bateria, resultando em consumos reduzidos, dois fatores-chave que reduzem o custo total de propriedade”, explica a Garrett.
Décadas de experiência em células de combustível
“A inovação da célula de combustível da Garrett remonta a mais de 40 anos com aplicações industriais, levando a soluções inovadoras para automóveis. A empresa lançou a primeira aplicação de carro de produção de célula de combustível da indústria automóvel em 2016 e está, atualmente, a trabalhar com OEM em vários programas FCEV – com mais no horizonte”, revela.
“Essa experiência em tecnologia, juntamente com a presença global da Garrett, está a ajudar a impulsionar a adoção mundial de sistemas de powertrain com célula de combustível, à medida que os fabricantes aplicam soluções inovadoras e diferenciadas para reduzir as emissões e melhorar o desempenho”, salienta a empresa.
Melhorar desempenho a um custo menor
“O compressor de célula de combustível de nova geração da Garrett é 40% menor do que o projeto anterior para a mesma saída da pilha de célula de combustível”, garante.
Para atingir essa densidade de alta potência, as velocidades rotacionais foram aumentadas em 50%, permitindo que o desempenho do compressor seja melhorado num pacote menor, mais silencioso e mais eficiente. O custo também é cerca de 1/3 do compressor de primeira geração”, acrescenta a Garrett.
Rolamentos de ar isentos de óleo
“O desempenho da célula de combustível depende de uma pilha saudável: o e-compressor da Garrett emprega rolamentos de aerofólio patenteados de última geração para eliminar o risco de degradação devido à contaminação do óleo, ao mesmo tempo que permite altas velocidades que conduzem a um desempenho excecional. Isso significa maior tempo de atividade para os veículos, levando a economia de tempo e custos”, conta a empresa.
“Além disso”, acrescenta, “o sistema de rolamentos de ar da Garrett é um facilitador essencial dentro do compressor de célula de combustível para alcançar a sua melhor durabilidade da categoria, com mais de um milhão de ciclos de arranque e paragem em 25 mil horas de vida. Também opera com mínimo nível de ruído e melhor absorção de choque devido à ausência de contacto físico entre a carcaça do motor e o grupo giratório”.
De acordo com o Hydrogen Council, vários milhões de euros têm sido financiados em projetos relacionados com o hidrogénio, nos últimos dois anos. Porquê? “Bem, a célula de combustível é amplamente vista como uma opção viável e limpa para o transporte de longa distância, oferecendo um alcance muito maior face aos veículos a bateria e um tempo de carregamento amplamente compatível com os veículos Diesel convencionais”, explica a Garrett.
“O hidrogénio dispõe de uma densidade de energia de massa muito alta, ou seja, um quilo de hidrogénio oferece cerca de 100 km de autonomia, tornando-o economicamente viável para camiões. De facto, um dos principais fabricantes de equipamentos de origem revelou, recentemente, veículos rodoviários movidos a célula de combustível de hidrogénio com autonomia de 1.000 km e tempo de reabastecimento inferior a 15 minutos”.
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