A água é o combustível do futuro?: The Coca-Cola Company
A água é o combustível do futuro?
A gasolina e outros derivados do petróleo estão a perder protagonismo como combustíveis para automóveis, pois estão a ficar cada vez mais caros. Não é só porque o petróleo é uma fonte de energia não renovável, e à medida que vai acabando, irá tornar-se cada vez menos acessível para a maioria das pessoas, mas também porque a população tem uma maior consciência ambiental e se preocupa em cuidar do planeta, reduzir as emissões e melhorar o ar que respiramos.
No entanto, não é assim tão evidente qual o tipo de veículo que acabará por se impor. Os carros elétricos parecem estar na frente, mas apresentam vários problemas, especialmente relacionados com a duração da bateria e o tempo que demora a recarregar. Mas, e se existisse um carro que funcionasse apenas com água?
A água como combustível, um futuro próximo ou ficção científica?
Não é uma pergunta simples de responder, mas vamos tentar. Em princípio, e embora nos baseemos em investigações que estão a decorrer, podemos afirmar que a água poderia ser o combustível de um futuro próximo, mas com bastantes vertentes.
Por exemplo, não podíamos simplesmente abastecer com a mangueira do jardim no carro como fazemos agora com a gasolina, a água teria de ser a fonte a partir da qual se obtém o hidrogénio e este poderá ser utilizado como combustível, ou também como meio para "encher" as baterias dos nossos carros elétricos num instante. Mas vamos por partes:
Obter hidrogénio a partir de água, de que forma avançou a ciência?
Ao nível energético, o hidrogénio é um excelente combustível, além de se poder obter facilmente a partir de água. Os motivos pelos quais não se difundiu como combustível alternativo são variados. O primeiro inconveniente é que se tratada de um gás à temperatura ambiente, o que dificulta o seu transporte, utilização e recarga, além de colocar questões de segurança. Também é mais dispendioso fabricar carros que o consumam e, sobretudo, não é uma energia nem barata nem renovável.
Se a água é um bem abundante, e além disso, utilizar hidrogénio como combustível libertaria vapor de água em vez de dióxido de carbono, a questão é que atualmente separar as moléculas de hidrogénio das de oxigénio consome mais energia do que a que obtemos, e são também necessários eletrocatalisadores de metais preciosos como a platina.
O resultado é que atualmente fazer 100 km com um carro a hidrogénio custa atualmente quase oito euros, o que não justifica nem os grandes investimentos necessários em infraestruturas de recarga nem o custo suplementar dos veículos, além de que não se trataria de um veículo 100% sustentável, já que, embora não produza emissões, estas já tiveram de ser emitidas para produzir o combustível.
Porém, estão a ser investigados métodos diferentes para obter hidrogénio sem ter de utilizar grandes quantidades de energia nem metais preciosos. Nesta linha, os investigadores da Universidade de Stanford conseguiram obter hidrogénio de forma barata e sem emissões nocivas, utilizando apenas uma pilha de 1,5 volts (como as AAA) e catalisadores compostos por ferro e níquel, dois metais muito abundantes.
Mas estes não são os únicos avanços obtidos neste campo, porque um grupo de cientistas da Australian National University descobriu uma forma de obter hidrogénio puro através da fotossíntese, utilizando processos bioquímicos semelhantes aos que ocorrem nas plantas em vez da eletrólise, que é um método convencional.
Estes cientistas australianos conseguiram recriar em laboratório o processo bioquímico através do qual as plantas recolhem água e dióxido de carbono e, utilizando a energia solar, rompem a molécula da água para obter hidrogénio e oxigénio. A vantagem deste método é que não são necessárias grandes quantidades de energia, nem qualquer metal escasso, só energia solar e água.
É evidente que ainda são necessários anos de laboratório no estudo e desenvolvimento para que estes dois métodos de obtenção de hidrogénio sejam uma realidade, e é possível que não sejam financeiramente viáveis, mas se qualquer um dos dois triunfar, será um impulso substancial para que o carro a hidrogénio seja uma proposta atrativa e muito mais sustentável.
E se usarmos água para recarregar as baterias do nosso carro elétrico?
Já explorámos os prometedores avanços em relação à obtenção de hidrogénio, mas é igualmente certo que os carros elétricos oferecem importantes vantagens em relação aos de hidrogénio: são mais fáceis e baratos de fabricar, mais seguros (já que não temos um depósito com gás no carro) e, além disso, têm a vantagem de não precisarmos de qualquer infraestrutura de recarga, dado que a rede elétrica já se encontra em todo o lado.
O problema dos carros elétricos puros (há outros que combinam um motor a gasolina com um elétrico) tem muito mais que ver com a sua autonomia e velocidade de recarga. Os modelos mais acessíveis, como o Nissan Leaf ou o BMW i3, oferecem uma autonomia homologada de 200 quilómetros, embora na prática essa autonomia se aproxime mais dos 100 do que dos 200 quilómetros.
No entanto, o seu maior inconveniente é o tempo de recarga, que ultrapassa facilmente as quatro horas, o que obriga a uma recarga noturna e impossibilita a utilização do veículo em viagens de média distância. Só o Tesla Model S oferece uma autonomia de mais de 300 quilómetros, chegando quase aos 500 quilómetros nos modelos superiores. Além disso, está a ser alargada uma rede de supercarregadores (em Espanha, para 2015) que irá permitir a recarga de 80% da capacidade em apenas 20 minutos, e uma recarga completa em 40 minutos. Mas é evidente, os preços a partir de 70 mil euros fazem com que seja uma alternativa excessivamente cara.
Com estes problemas em mente, e se pudermos usar água para recarregar as baterias do nosso carro elétrico? Isto é, em vez de carregarmos a bateria, só teríamos de a "encher" em apenas alguns minutos numa gasolineira concebida para isso. Isto pode ser conseguido com as baterias de fluxo.
Explicado de forma simples, as baterias de fluxo funcionam ao fazer passar dois líquidos por ambos os lados de uma membrana, um de carga positiva e outro negativa. Assim, quando os líquidos libertam a sua carga, esta é utilizada para mover o veículo. O líquido utilizado é similar a água salgada, embora não seja o tipo de água que encontraríamos no mar, mas sim uma solução muito concreta de certos sais metálicos.
Uma tecnologia idêntica está já a ser utilizada há algum tempo para armazenar energia nos parques eólicos e solares, só que a uma maior escala, sendo que o desafio consistia em adaptá-la para que se adeqúe num veículo convencional, o que exige aumentar sensivelmente a densidade elétrica dos líquidos utilizados.
Aser possível, os investigadores afirmam que as baterias seriam sensivelmente mais económicas do que as de lítio utilizadas atualmente, além de oferecerem uma autonomia maior, não se degradariam como as atuais e não conteriam metais nocivos para o meio ambiente. E se tal não bastasse, com este sistema, além de poder recarregar a bateria ligando o veículo à corrente como até agora, poderíamos "encher" a nossa bateria substituindo os líquidos descarregados por uns com uma carga completa num "posto de abastecimento" concebido para o efeito.
Este super-desportivo, por exemplo, é um protótipo do nanoFlowcell, apresentado este ano no salão do automóvel em Genebra, que irá utilizar baterias de fluxo que estão a ser desenvolvidas atualmente no Fraunhofer Institute alemão. Promete uma potência de 920 CV graças aos seus quatro motores elétricos e uma autonomia de quase 600 quilómetros.