Estudo Revela Nova Solução para Acelerar a Transição Energética na Indústria Automotiva

Recentemente, um novo artigo publicado no Journal of Energy Chemistry trouxe à luz a análise das promissoras células a combustível conhecidas como MS-SOFCs (sigla em inglês para Metal Supported Solid Oxide Fuel Cells) por pesquisadores do Centro de Inovação em Novas Energias (Cine) e seus colaboradores. Este estudo abrangente não apenas destaca os benefícios dessa tecnologia inovadora, mas também explora seus desafios, apresentando uma visão clara sobre como ela pode revolucionar a transição energética no setor automotivo.

Nos últimos vinte anos, as MS-SOFCs têm atraído a atenção de acadêmicos e profissionais da indústria, principalmente por seu potencial em países com ampla produção de biocombustíveis, como brasil, Estados Unidos, Tailândia, Índia e várias nações africanas. A adoção dessa tecnologia poderia acelerar significativamente a substituição de combustíveis fósseis, contribuindo para um futuro mais sustentável.

De acordo com os pesquisadores, essa tecnologia apresenta uma série de vantagens decisivas. Gustavo Doubek, professor da Universidade Estadual de Campinas (unicamp) e integrante do Cine, afirma que as MS-SOFCs constituem uma resposta eficaz para a descarbonização da mobilidade. Ele ressalta que este tipo de célula a combustível oferece uma alternativa viável para a eletrificação do setor automotivo, criando um caminho tangível para a transição energética, superando as limitações associadas ao uso de hidrogênio e às baterias convencionais, que frequentemente apresentam questões relacionadas ao tempo de recarga e custos elevados.

O estudo resultou de uma colaboração interinstitucional que envolveu o Instituto Mackenzie de Pesquisas em Grafeno e Nanotecnologias (MackGraphe), a Universidade Federal do Espírito Santo (Ufes) e a King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) na Arábia Saudita. Essa pesquisa foi viabilizada com o apoio da Fapesp, registrada em quatro projetos específicos.

A pesquisa do Cine está alinhada a um esforço maior para desenvolver tecnologias que visem a descarbonização do transporte, incluindo inovações em novos materiais e estruturas para MS-SOFCs, e focando também em reformadores e biocombustíveis. Para Hudson Zanin, professor da unicamp e coautor do artigo, o diferencial do Cine transcende as pesquisas laboratoriais. O centro se empenha em conectar a ciência de ponta ao mercado, garantindo que as inovações sejam traduzidas em soluções práticas e acessíveis, desmistificando as MS-SOFCs e possibilitando sua implementação na transição energética.

As vantagens comparativas das MS-SOFCs em relação a sistemas de mobilidade tradicionais são notáveis. Comparadas aos automóveis que utilizam etanol, os veículos equipados com células a combustível oferecem uma eficiência energética significativa, resultando em maior distância percorrida com a mesma quantidade de biocombustível. Além disso, esses carros são mais silenciosos, contribuindo para a redução da poluição sonora, tornando-se uma escolha mais confortável para motoristas e passageiros.

Quando comparados aos carros elétricos movidos a bateria, as MS-SOFCs se destacam pela agilidade no abastecimento do tanque, que é muito mais rápida do que a recarga das baterias. Outra vantagem importante é que esses veículos não sobrecarregam a rede elétrica, um ponto crítico em locais onde a demanda por eletricidade é alta.

Além de sua versatilidade, as MS-SOFCs podem gerar eletricidade a partir de uma variedade de combustíveis, incluindo bioetanol, biogás, biometano, amônia verde, e até combustíveis fósseis. Esta flexibilidade coloca os veículos MS-SOFC em vantagem sobre os carros a hidrogênio, que dependem de uma infraestrutura de abastecimento ainda limitada.

Por fim, a robustez e o custo reduzido das células a combustível Metal Supported se destacam em relação a outras SOFCs, que utilizam estruturas apenas cerâmicas. Isso potencializa sua viabilidade no mercado.

O funcionamento de um veículo equipado com MS-SOFCs pode ser ilustrado da seguinte maneira: ao ser abastecido com biocombustível renovável, como etanol derivado da cana-de-açúcar, o combustível passa por um reformador, onde o hidrogênio é extraído por meio de reações químicas. Esse hidrogênio é então utilizado na célula a combustível, onde é oxidado. O processo gera eletricidade, com água e calor sendo os principais subprodutos, resultando em uma emissão líquida de carbono quase nula.

Embora a MS-SOFCs ainda não estejam disponíveis comercialmente, um protótipo brasileiro da Nissan, o “e-Bio Fuel Cell”, já demonstrou o funcionamento dessa tecnologia em 2016. No entanto, desafios relacionados ao desempenho, durabilidade e custo ainda precisam ser superados para viabilizar a entrada dessas células no mercado.

O artigo que explora essas questões e inovações está disponível para conferência, oferecendo uma visão detalhada do status atual da tecnologia e suas implicações para o futuro dos veículos.