Veículos Eléctricos a Pilha de Combustível (VPC)

Estes veículos têm como fonte de energia a energia elétrica produzida por uma pilha de combustível.

Os veículos a células de combustível são veículos elétricos na mesma, independentemente da tecnologia utilizada nas pilhas de hidrogénio bem como na extração deste a partir do combustível utilizado. Estes veículos funcionam a hidrogénio puro e produzem eletricidade, com a emissão de vapor de água, para fazer mover o veículo.
 

Tecnologia
As pilhas de combustível são sistemas eletroquímicos que convertem a energia de uma reação química diretamente em energia elétrica, libertando calor. Funcionam como as baterias primárias, mas tanto o combustível como o oxidante são armazenados externamente, permitindo que a pilha continue a operar desde que o combustível e o oxidante (oxigénio ou ar) sejam fornecidos. Cada pilha consiste num eletrólito entre dois eletródios (o ânodo e o cátodo).


O combustível é oxidado no ânodo, libertando eletrões que se deslocam através de um circuito externo para o cátodo. O circuito é completado através de um fluxo de iões através de um eletrólito, separando o combustível e o oxidante. Tipicamente verifica-se uma tensão de saída de 0.7~0.8 V, com potências de saída na ordem dos 100 W. As células são montadas em módulos – sticks – e ligadas eletricamente tanto em série como em paralelo para aumentar a tensão e potência de saída. Além do stick, os outros componentes principais são o processador do combustível e o limitador de potência. O processador converte gás natural, metanol, gasolina, biogás num combustível rico em hidrogénio. O eletrólito classifica os tipos de pilhas de combustível existentes: PEFC – Polymer Fuel Cell (pilha de polímero), AFC – Alkaline Fuel Cell (pilha alcalina), etc. Tendo cada tipo uma temperatura característica de operação, bem como obviamente um espectro de utilização diferente.

Vantagens
- Poluição local nula
- Redução do ruído
- Menores custos de manutenção  

Desvantagens
O hidrogénio como combustível do futuro para os veículos tem sido veiculado pelos média e pelos grandes construtores, mas existem vários problemas de ordem técnica, antes de podermos ter esse cenário:

Produção de hidrogénio: os combustíveis fósseis não podem ser a solução e para que as renováveis o sejam, necessitamos de mais investimentos.
armazenamento do hidrogénio: os - 250º C a que o hidrogénio tem de estar para ser líquido levanta grandes dificuldades no seu armazenamento nos veículos.
distribuição do hidrogénio: não há bombas de hidrogénio em quantidade suficiente, nem sequer um conceito standard ainda.

Os protótipos de veículos a células de combustível sucedem-se, frotas para empresas públicas e privadas estão já em testes, autocarros circulam já nas cidades europeias, norte-americanas e japonesas. O problema é o combustível inicial!

Recentemente começou-se a tentar usar hidrogénio nos motores de combustão interna – integralmente ou em misturas com gás natural comprimido. As vantagens são: a diminuição das emissões, aumento da vida do motor, não necessitam de aquecimento e são muito mais eficientes – até 25% mais. Por outro lado o fato do hidrogénio poder vir misturado com gás natural deixa a porta aberta para poderem ser utilizadas as bombas de gás (GPL) já existentes. No entanto a questão da obtenção do hidrogénio tem de ser resolvido.