Como funciona uma estação de abastecimento de hidrogênio

Acontece que é como uma bomba de gasolina. Exceto pelas partes onde não está.

Acontece que o engraçado sobre a tecnologia do futuro é como parece notável apresentar a tecnologia. Dirija até um posto de gasolina e você será perdoado por notar o quão normal parece. Bomba de combustivel. Tela sensível ao toque. Bocal. Luzes suspensas sob um dossel. Em alguns casos, até mesmo um logotipo familiar da Shell. A única coisa que falta é um cara vendendo cigarrilhas e garrafas de Mountain Dew Baja Blast. Com mais estações ficando on-line a cada ano e mais carros a hidrogênio nas ruas, como o Toyota Mirai, vale a pena dar uma olhada em como o hidrogênio entra em um veículo com célula de combustível e sai na estrada.

O hidrogênio geralmente chega a um posto de gasolina da mesma forma que a gasolina: em um caminhão. Mas diferentemente da gasolina, ela também pode ser gerada no local, por meio da separação do elemento da água ou do gás natural. O hidrogênio também pode ser transportado por meio de tubulações, como os 700 quilômetros de oleodutos que já existem na América.

Se o hidrogênio chegar na forma líquida, ele deve primeiro ser convertido em gás antes de poder ser usado. Aqui, ele passa por torres vaporizadoras que aquecem o líquido até que ele se transforme em gás.

Antes que o hidrogênio entre em seu carro, ele deve ser comprimido a altas pressões – até 10.000 libras por polegada quadrada, ou 700 bar. Existem dois padrões para compressão de hidrogênio: meia pressão H35 e pressão total H70. Uma pressão mais alta se traduz em uma autonomia maior: em um veículo moderno com célula de combustível, como o Toyota Mirai, por exemplo, um abastecimento completo em H70 equivale a 312 milhas de autonomia*, o que está no mesmo nível dos veículos movidos a gasolina.

*2017 EPA estima 67 cidades/67 rodovias/67 MPGe combinados para Mirai e autonomia de 312 milhas. A quilometragem real irá variar. Medição de faixa de acordo com os padrões SAE J2601 (temperatura ambiente: 20°C; pressão do tanque de hidrogênio quando abastecido: 70 MPa). O tempo de abastecimento varia com a pressão de abastecimento de hidrogênio e a temperatura ambiente.

O hidrogênio fica em tanques de armazenamento, assim como a gasolina. A principal diferença aqui, no entanto, é que esses tanques estão acima do solo, enquanto a gasolina é armazenada abaixo do solo, na ordem de milhares de galões. (Engraçado, um estudo da Universidade de Miami mostrou que um vazamento de gasolina e um incêndio são muito mais devastadores para um veículo do que um vazamento de hidrogênio.) Qualquer vazamento em um tanque de armazenamento significa que o hidrogênio, que é mais leve que o ar, simplesmente é expelido antes tem a chance de entrar em combustão.

Para evitar a expansão e manter a densidade de energia enquanto é bombeado a altas pressões, o hidrogênio deve ser resfriado por meio de um trocador de calor antes de passar por uma bomba. A refrigeração evita o superaquecimento dos tanques de bordo do veículo, agilizando o abastecimento.

Finalmente, o hidrogênio vai para a sua bomba. Esta bomba é exatamente como a bomba de um posto de gasolina comum, exceto anos-luz à frente em poder de computação: com a capacidade de se comunicar com o computador de bordo do veículo com célula de combustível, ela pode determinar a temperatura, a pressão do tanque e os níveis de combustível e faz o resto em si. Tudo o que você precisa fazer é travar o bocal no lugar e aguardar. O combustível é medido em quilogramas em vez de galões, o que pode levar algum tempo para envolver a cabeça em combustão interna. Leva apenas de três a cinco minutos para encher o tanque de hidrogênio de um carro* e, durante todo esse tempo, seu motorista de hidrogênio não perceberá toda a ciência, tecnologia e engenharia necessárias para fornecer esse hidrogênio ao seu tanque.

*O tempo de abastecimento varia de acordo com a pressão de abastecimento de hidrogênio e a temperatura ambiente.

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