Quando se trata de veículos pesados, grandes tonelagens e longas distâncias, o uso de hidrogénio para alimentar células de combustível parece ser uma das melhores soluções para reduzir, drasticamente, a poluição do ar. “O hidrogénio também provou ser uma solução válida para a descarbonização dos transportes”, avança a UFI Filters.
A empresa começou a olhar para os novos desafios ligados à utilização de hidrogénio em células de combustível e questões relacionadas com a filtração. “Os estudos concentraram-se no cátodo da célula de combustível do filtro de ar, elemento que desempenha um papel estratégico e fundamental na purificação do ar que entra no sistema. Esse ar filtrado funciona como um agente combustível dentro da célula, com o oxigénio presente a reagir com o hidrogénio por via de um processo eletroquímico capaz de produzir eletricidade”, explica, em comunicado.
“Filtrar o ar nunca foi tão importante”, garante a empresa. “Antes de chegar ao compressor e depois de ser entregue à célula, o ar que entra no sistema deve ser filtrado de forma eficiente, não apenas para remover o material particulado, mas, também, para livrar-se de gases nocivos, como SO X, NO X, H 2 S , CO, O 3 e NH 3, juntamente com VOC (Compostos Orgânicos Voláteis), como benzeno e tolueno”, afirma.
“Esses gases, nocivos à célula a combustível, são, geralmente, compostos antropogénicos derivados de atividades humanas (produtos da combustão tradicional e derivados do petróleo). A concentração aérea destes varia de acordo com o contexto geográfico”, salienta.
A filtração de ar em células de combustível desempenha um papel “ainda mais importante” do que em motores endotérmicos tradicionais no que diz respeito à filtração de ar do motor. Porquê? “Vários estudos realizados ao longo dos anos demonstraram que mesmo quantidades extremamente baixas de partículas gasosas (não apenas o PPM – partes por milhão, mas até PPB – partes por bilião) podem reduzir, drasticamente,e o desempenho e a vida útil de uma célula”, diz.
“Tal deve-se a vários fatores, incluindo a contaminação do catalisador, que é determinante – é o que desencadeia a reação necessária para converter hidrogénio e oxigénio em energia elétrica e água”, reforça. “O catalisador, componente fundamental da célula de combustível, consiste, efetivamente, em platina cara (ou outros metais preciosos)”, pode ler-se no mesmo documento.
“A presença de impurezas pode comprometer o seu desempenho e funcionalidade, com efeitos irreversíveis, podendo levar à deterioração progressiva ao longo do tempo, afetando a vida útil da célula. No circuito de ar, o compressor também é um elemento-chave. Esta componente é muito sensível a contaminantes sólidos do ar, que podem comprometer o seu desempenho”, acrescenta a mesma fonte.
“O filtro de ar catódico desenvolvido pela UFI Filters e projetado para aplicações OE com células a combustível tem dupla função (filtração de partículas sólidas e absorção de contaminantes gasosos), apresentando uma dupla camada, com as duas camadas contidas em uma única caixa”, explica.
“A forma e o posicionamento deste dentro do veículo variam de acordo com os requisitos do OEM”, afirma a empresa. “Esta configuração permite que cada camada do filtro catódico de ar seja especializada ou personalizada de acordo com um determinado veículo, a região em que será utilizado e/ou a distância a ser percorrida, além da vida útil prevista do filtro”, refere.
“A primeira camada funciona como uma barreira física, ou seja, separa partículas sólidas, e tem estrutura semelhante à utilizada em sistemas de filtração de ar de motores para veículos de combustão interna. É feito com meios sintéticos que se distinguem pelo facto de disporem de matriz e espessuras diferenciadas em relação aos filtros tradicionais, proporcionando características de acumulação diferenciadas e baixas perdas de carga do sistema”, dá conta o comunicado.
“Funciona para captar todos os tipos de poeira, incluindo partículas extremamente finas, bem como partículas de sal. O sal, que é usado no inverno para descongelar estradas e está presente nas áreas costeiras, é prejudicial à célula de combustível. O posicionamento da primeira camada – a montante da segunda camada – é estratégico, pois serve para proteger o carvão ativado presente na segunda camada, que é muito sensível à presença de particulados que limitam a sua capacidade de absorção de gases”, frisa a UFI Filters.
“A segunda camada, por sua vez” acrescenta, “tem uma função química: remoção de contaminantes gasosos por absorção. É feito a partir de meios filtrantes com uma matriz não tecida (tecido não tecido), que mistura vários tipos de carvão ativo”, afirma. “Graças à experiência da UFI Filters na produção de materiais filtrantes, os carvões ativados utilizados para esta aplicação específica não são os tradicionalmente empregues”, reforça.
“Em vez disso, foram modificados através de tratamentos térmicos específicos e reações químicas com sais inorgânicos. Dessa forma, além de disporem de furos de tamanhos físicos diferentes (como resultado do tratamento de superfície), os carvões ativados adquirem a capacidade de absorver os gases, acoplando-se a estes via ligações químicas de diversos tipos”, acrescenta.
“Assim, a UFI Filters pode oferecer ao cliente uma gama diversificada de opções para o mesmo filtro para uma determinada aplicação. Neste caso, as diferentes misturas de carvão ativado são o elemento que varia, permitindo ter em conta as diferentes regiões onde o veículo será vendido”, enquadra a mesma fonte.
O que diferencia a UFI Filters em termos de soluções inovadoras de filtro de ar catódico que oferece “é a experiência consolidada da empresa em meios filtrantes, pesquisada e produzida internamente”, garante. E acrescenta: “Esse conhecimento está tanto nos materiais utilizados para os meios filtrantes e na aplicação de diferentes geometrias, como na forma como os próprios filtros são usinados para melhorar o desempenho do produto”, enfatiza.
“O plissado é um exemplo disso: o desempenho oferecido por um filtro plissado está intimamente ligado à forma como as próprias pregas são criadas. Na UFI Filters, um departamento altamente especializado dedica-se a pesquisar e encontrar os parâmetros ideais, que são repassados às várias fábricas globais da empresa para garantir que os mesmos patamares elevados de desempenho sejam alcançados em todos os níveis”, afirma.
Para algumas aplicações, além das duas camadas, a UFI Filters também “oferece elementos de pré-separação para o tratamento preliminar do ar”, diz. “Em regiões muito empoeiradas, por exemplo, tal pode conter grandes quantidades de material particulado sólido, que deve ser removido antes de atingir o filtro de ar catódico”, alerta.
E conclui: “Uma série de protótipos funcionais de filtros UFI, destinados a aplicações OEM globais em camiões, autocarros e veículos comerciais ligeiros, já estão a ser testados em várias regiões do mundo. Os materiais para estes estão próximos de serem finalizados. A produção em massa está programada para começar em 2025 ou 2026”.
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