motor de combustão a hidrogénio
TRANSCRIPT
Docente: Eng.º
Instituto Superior de Engenharia de Lisboa
Departamento de Engenharia Mecânica
Motores Alternativos
Motor de Combustão Interna a Hidrogénio
Docente: Eng.º Manuel Gouveia Martins
Trabalho realizado por:
Victor Veloso
Luís Pina
Daniel Bandeira
Instituto Superior de Engenharia de Lisboa
Departamento de Engenharia Mecânica
Motores Alternativos
Motor de Combustão Interna a Hidrogénio
Manuel Gouveia Martins
Trabalho realizado por:
Victor Veloso – 31469
Luís Pina – 31534
Daniel Bandeira – 32410
Instituto Superior de Engenharia de Lisboa
Departamento de Engenharia Mecânica
Motor de Combustão Interna a Hidrogénio
Motores a Hidrogénio
Índice Introdução Histórica …………………………………………………………………………………………
Modo de Funcionamento …………………………………………………………………………………
Diferenças entre órgãos mecânicos
Diferenças entre o Hidrogénio e a Gasolina ……………………………………………………
Combustão de um motor de
Implementação e produção de Hidrogénio
Projectos Actuais e Futuro dos Motores a Hidrogénio ……………………………………
Bibliografia ………………………
…………………………………………………………………………………………
to …………………………………………………………………………………
Diferenças entre órgãos mecânicos …………………………………………………………………..
Diferenças entre o Hidrogénio e a Gasolina ……………………………………………………
de um motor de Hidrogénio ……………………………………………………………
Implementação e produção de Hidrogénio ………………………………………………………
Projectos Actuais e Futuro dos Motores a Hidrogénio ……………………………………
………………………………………………………………………………
Página 1
…………………………………………………………………………………………. Pág. 2
to ………………………………………………………………………………… Pág. 2
…………………….. Pág. 3
Diferenças entre o Hidrogénio e a Gasolina ……………………………………………………… Pág. 4
Hidrogénio …………………………………………………………… Pág. 5
……………………………………………………… Pág. 7
Projectos Actuais e Futuro dos Motores a Hidrogénio ……………………………………… Pág. 8
…….. Pág. 12
Motores a Hidrogénio
Introdução Histórica
O primeiro motor a hidrogénio foi projectado em 1807 por
em 1863, Étienne Lenoir construiu o primeiro veículo com um motor a hidrogénio. Em 1970 foi
patenteado pela primeira vez um motor a gasolina modificado para funcionar a hidrogénio.
Nos dias de hoje a Mazda já desenvolveu motores Wankel a Hidrogénio e a BMW afirma ter
sido a primeira empresa a conceber um carro totalmente funcional com um motor da
combustão interna a hidrogénio, o BMW Hydrogen 7.
problemas com que a humanidade se debate é a poluição, daí
funcionem a Hidrogénio é de grande relevância.
Modo de Funcionamen
Não há muita diferença entre o motor de combustão interna (MCI) que funciona a
hidrogénio comparado com um MCI que funciona a gasolina
diferenças são a eficiência, nível de em
O hidrogénio tem uma densidade energética mais baixa e queima mais rápido e a uma
temperatura mais baixa que a gasolina. Portanto, a compressão pode ser aumentada e mais ar
pode ser misturado com o combustível, resul
emissões de escape que um MCI a gasolina.
Dado que a maioria
elevada, de 30:1 ou mais, e como
cilindros, um turbocompressor
Uma vez atingidos os pré-requisitos
combustível - até 25% melhor
O armazenamento de hidrogénio é, no entanto, um problema. A baixa densidade
energética significa que os tanques de hidrogénio exigem muito espaço. Armazenar o
hidrogénio como um líquido reduz o tamanho, mas exige que os tanques tolerem uma alta
pressão (até 700 bar). Como o hidrogénio é um gás a temperatura normal, há um alto risco de
explosão em caso de acidente. Diferentes métodos para retardar a liberação do hidrogénio a
partir de um tanque roto estão a ser testados. Um desses métodos é a de armazenar o
hidrogénio numa espécie de matriz ou “esponja” metálica.
Muitos vêem como uma das principais vantagens do MCI a hidrogénio o seu potencial
de ser utilizado para impulsionar a construção de infra
hidrogénio e, assim, criar a p
(diferentes dos veículos com motor de combustão interna a hidrogénio) de amanhã.
Além desta grande vantagem na implementação do hidrogénio como combustível mais
comum, temos várias outras va
• Bom desempenho em
• Não é necessário um pré
(mesmo com temperaturas abaixo de zero);
• Existe um fornecimento ilimitado
abundante no universo e o décimo elemento mais abundante na Terra;
Introdução Histórica
O primeiro motor a hidrogénio foi projectado em 1807 por Francois Isaac de Rivaz
construiu o primeiro veículo com um motor a hidrogénio. Em 1970 foi
patenteado pela primeira vez um motor a gasolina modificado para funcionar a hidrogénio.
Nos dias de hoje a Mazda já desenvolveu motores Wankel a Hidrogénio e a BMW afirma ter
eira empresa a conceber um carro totalmente funcional com um motor da
combustão interna a hidrogénio, o BMW Hydrogen 7. Hoje em dia um dos princi
problemas com que a humanidade se debate é a poluição, daí que o estudo dos motores que
énio é de grande relevância.
Modo de Funcionamento
Não há muita diferença entre o motor de combustão interna (MCI) que funciona a
hidrogénio comparado com um MCI que funciona a gasolina (ver figura)
diferenças são a eficiência, nível de emissões e armazenamento de combustível.
O hidrogénio tem uma densidade energética mais baixa e queima mais rápido e a uma
que a gasolina. Portanto, a compressão pode ser aumentada e mais ar
pode ser misturado com o combustível, resultando num funcionamento mais fresco e menos
emissões de escape que um MCI a gasolina.
dos motores a hidrogénio possuem uma relação
como o hidrogénio, que é gasoso, desloca o oxigénio
turbocompressor é muitas vezes necessário para atingir a potência
requisitos o MCI a hidrogénio é altamente eficiente
melhor do que um MCI convencional a gasolina.
O armazenamento de hidrogénio é, no entanto, um problema. A baixa densidade
energética significa que os tanques de hidrogénio exigem muito espaço. Armazenar o
hidrogénio como um líquido reduz o tamanho, mas exige que os tanques tolerem uma alta
é 700 bar). Como o hidrogénio é um gás a temperatura normal, há um alto risco de
explosão em caso de acidente. Diferentes métodos para retardar a liberação do hidrogénio a
partir de um tanque roto estão a ser testados. Um desses métodos é a de armazenar o
hidrogénio numa espécie de matriz ou “esponja” metálica.
Muitos vêem como uma das principais vantagens do MCI a hidrogénio o seu potencial
de ser utilizado para impulsionar a construção de infra-estruturas de abastecimento de
hidrogénio e, assim, criar a ponte entre os MCI a gasolina e os veículos fuel cell
(diferentes dos veículos com motor de combustão interna a hidrogénio) de amanhã.
Além desta grande vantagem na implementação do hidrogénio como combustível mais
comum, temos várias outras vantagens em relação a MCI convencionais, tais como:
em todas as condições meteorológicas;
Não é necessário um pré-aquecimento e não existem problemas de arranque a frio
(mesmo com temperaturas abaixo de zero);
fornecimento ilimitado de hidrogénio – o hidrogénio é o elemento mais
abundante no universo e o décimo elemento mais abundante na Terra;
Página 2
Francois Isaac de Rivaz e
construiu o primeiro veículo com um motor a hidrogénio. Em 1970 foi
patenteado pela primeira vez um motor a gasolina modificado para funcionar a hidrogénio.
Nos dias de hoje a Mazda já desenvolveu motores Wankel a Hidrogénio e a BMW afirma ter
eira empresa a conceber um carro totalmente funcional com um motor da
Hoje em dia um dos principais
que o estudo dos motores que
Não há muita diferença entre o motor de combustão interna (MCI) que funciona a
(ver figura). As principais
issões e armazenamento de combustível.
O hidrogénio tem uma densidade energética mais baixa e queima mais rápido e a uma
que a gasolina. Portanto, a compressão pode ser aumentada e mais ar
tando num funcionamento mais fresco e menos
relação ar/combustível
oxigénio dentro dos
potência necessária.
eficiente em termos de
O armazenamento de hidrogénio é, no entanto, um problema. A baixa densidade
energética significa que os tanques de hidrogénio exigem muito espaço. Armazenar o
hidrogénio como um líquido reduz o tamanho, mas exige que os tanques tolerem uma alta
é 700 bar). Como o hidrogénio é um gás a temperatura normal, há um alto risco de
explosão em caso de acidente. Diferentes métodos para retardar a liberação do hidrogénio a
partir de um tanque roto estão a ser testados. Um desses métodos é a de armazenar o
Muitos vêem como uma das principais vantagens do MCI a hidrogénio o seu potencial
estruturas de abastecimento de
fuel cell a hidrogénio
(diferentes dos veículos com motor de combustão interna a hidrogénio) de amanhã.
Além desta grande vantagem na implementação do hidrogénio como combustível mais
ntagens em relação a MCI convencionais, tais como:
aquecimento e não existem problemas de arranque a frio
o hidrogénio é o elemento mais
abundante no universo e o décimo elemento mais abundante na Terra;
Motores a Hidrogénio
• O hidrogénio é renovável
a água (H2O), que pode então ser hidrolisada (separando
componentes principais hidrogénio e oxigénio) para render mais hidrogénio;
• A queima é limpa – ao contrário da queima de combustíveis fósseis, a combustão do
hidrogénio não produz nenhum poluente nocivo ao meio ambiente;
• O hidrogénio pesa me
hidrocarbonetos.
• Eficiência – Os sistemas
ter maior eficiência que
750h consegue obter
seu objectivo de 50%.
conseguem obter uma
• Potência – Comparando
a Hidrogénio tem uma
ao da injecção indirecta,
injecção directa a gasolina.
permitir uma maior potência.
Nos motores a Hidrogénio é de referir ainda
• Injecção Indirecta;
• Por Carburador;
• Injecção Directa;
Esquema de funcionamento simplificado de um carro com MCI a Hidrogénio
Diferenças entre órgãos mecânicos de um
Hidrogénio
É possível adaptar um motor a gasolina para funcionar com hidrogénio como
combustível. Estas adaptações podem ser mais ou menos profundas, sendo por isso necessário
renovável – quando o hidrogénio reage com o oxigénio, o subproduto é
a água (H2O), que pode então ser hidrolisada (separando-se nos seus dois
componentes principais hidrogénio e oxigénio) para render mais hidrogénio;
ao contrário da queima de combustíveis fósseis, a combustão do
hidrogénio não produz nenhum poluente nocivo ao meio ambiente;
menos e gera mais potência do que combustíveis baseados em
Os sistemas a combustão interna do Hidrogénio, teoricamente,
que os seus homólogos a gasolina. A BMW com
obter uma eficiência de 37% superior aos motores a
50%. Os sistemas híbridos de combustão interna
uma maior eficiência.
Comparando com motores de injecção indirecta a gasolina,
uma perda de potência. O uso de injecção directa,
indirecta, tem um maior ganho de potência em relação
gasolina. O uso de turbocompressores tem sido
potência.
Nos motores a Hidrogénio é de referir ainda podem existir os seguintes tipos de injecção
Esquema de funcionamento simplificado de um carro com MCI a Hidrogénio
Diferenças entre órgãos mecânicos de um motor a gasolina e a
É possível adaptar um motor a gasolina para funcionar com hidrogénio como
combustível. Estas adaptações podem ser mais ou menos profundas, sendo por isso necessário
Página 3
quando o hidrogénio reage com o oxigénio, o subproduto é
e nos seus dois
componentes principais hidrogénio e oxigénio) para render mais hidrogénio;
ao contrário da queima de combustíveis fósseis, a combustão do
do que combustíveis baseados em
teoricamente, conseguem
com o seu protótipo
gasolina, sendo o
interna do Hidrogénio
gasolina, o seu homólogo
directa, contrariamente
relação aos motores de
sido aplicado, para
tipos de injecção:
Esquema de funcionamento simplificado de um carro com MCI a Hidrogénio
motor a gasolina e a
É possível adaptar um motor a gasolina para funcionar com hidrogénio como
combustível. Estas adaptações podem ser mais ou menos profundas, sendo por isso necessário
Motores a Hidrogénio
verificar o ganho obtido no caso de se querer fazer esta adaptação (todas as modificações
corresponderiam a um custo 1,5 vezes superior custo normal de um motor a gasolina).
sendo, temos como principais diferenças nos órgãos mecânicos:
• Válvulas de admissão e escape endurecidas
• Bielas mais resistentes
• Velas sem ponta platinada
• Bobinas de maior voltagem
• Injectores especiais para gás
• Cabeça do motor mais robusta
• Colectores modificados nos motores com turbocompressor
• Uso de óleo de refrigeração que suporte temperaturas mais elevadas
Apesar destas diferenças os motores a hidrogénio fazem a com
mesma maneira que os motores a gasolina, e a potência de um motor a hidrogénio pode
chegar a ser 25% superior à potência de um motor a gasolina.
Diferenças entre o H
Visto que o funcionamento do motor é pratica
algumas das características que fazem diferenciar o Hidrogénio da Gasolina.
Propriedades que contribuem para o uso do Hidrogénio em detrito da gasolina:
• Larga gama de inflamabilidade
misturas muito pobres de Ar
tornar muito mais fácil e permite ainda uma maior economia de combustível, pois
reacção de combustão é mais quando o motor usa misturas Ar
pobres. Além disso temperatura final da combustão é menor o que irá reduzir em
grande escala a quantidade de poluentes emitidos.
• Energia de inflamação mais baixa
maior facilidade de inflamação do hidrogéni
aumenta a probabilidade de existir detonação.
• Alta temperatura de inflamação
• Frente de chama mais rápida
tem uma frente de chama muito rápida o que faz o ciclo termodinâmico real do motor
aproximar-se do ciclo ideal. Porém em misturas mais pobres, a velocidade da frente de
chama diminui significativamente.
• Alta difusibilidade – Esta propriedad
mais uniforme com o ar.
verificar o ganho obtido no caso de se querer fazer esta adaptação (todas as modificações
orresponderiam a um custo 1,5 vezes superior custo normal de um motor a gasolina).
sendo, temos como principais diferenças nos órgãos mecânicos:
Válvulas de admissão e escape endurecidas
Bielas mais resistentes
Velas sem ponta platinada
maior voltagem
Injectores especiais para gás
Cabeça do motor mais robusta
Colectores modificados nos motores com turbocompressor
Uso de óleo de refrigeração que suporte temperaturas mais elevadas
Apesar destas diferenças os motores a hidrogénio fazem a combustão exactamente da
mesma maneira que os motores a gasolina, e a potência de um motor a hidrogénio pode
chegar a ser 25% superior à potência de um motor a gasolina.
o Hidrogénio e a Gasolina
Visto que o funcionamento do motor é praticamente igual é proponente enunciar
algumas das características que fazem diferenciar o Hidrogénio da Gasolina.
Propriedades que contribuem para o uso do Hidrogénio em detrito da gasolina:
Larga gama de inflamabilidade – o que permite que o Hidrogénio seja queimado em
misturas muito pobres de Ar-Combustível. Tem a vantagem de o arranque do motor se
tornar muito mais fácil e permite ainda uma maior economia de combustível, pois
reacção de combustão é mais quando o motor usa misturas Ar-Combustível mais
res. Além disso temperatura final da combustão é menor o que irá reduzir em
grande escala a quantidade de poluentes emitidos.
Energia de inflamação mais baixa – O que significa que em misturas mais pobres existe
maior facilidade de inflamação do hidrogénio que da gasolina. Porém este aspecto
aumenta a probabilidade de existir detonação.
Alta temperatura de inflamação – O que possibilita altas taxas de compressão.
Frente de chama mais rápida – Em condições de mistura estequiométrica
tem uma frente de chama muito rápida o que faz o ciclo termodinâmico real do motor
se do ciclo ideal. Porém em misturas mais pobres, a velocidade da frente de
chama diminui significativamente.
Esta propriedade do hidrogénio possibilita que haja uma mistura
mais uniforme com o ar.
Página 4
verificar o ganho obtido no caso de se querer fazer esta adaptação (todas as modificações
orresponderiam a um custo 1,5 vezes superior custo normal de um motor a gasolina). Assim
Uso de óleo de refrigeração que suporte temperaturas mais elevadas
bustão exactamente da
mesma maneira que os motores a gasolina, e a potência de um motor a hidrogénio pode
mente igual é proponente enunciar
Propriedades que contribuem para o uso do Hidrogénio em detrito da gasolina:
ja queimado em
Combustível. Tem a vantagem de o arranque do motor se
tornar muito mais fácil e permite ainda uma maior economia de combustível, pois
Combustível mais
res. Além disso temperatura final da combustão é menor o que irá reduzir em
O que significa que em misturas mais pobres existe
o que da gasolina. Porém este aspecto
O que possibilita altas taxas de compressão.
estequiométrica o Hidrogénio
tem uma frente de chama muito rápida o que faz o ciclo termodinâmico real do motor
se do ciclo ideal. Porém em misturas mais pobres, a velocidade da frente de
e do hidrogénio possibilita que haja uma mistura
Motores a Hidrogénio
• Alta densidade de energia
unidade de massa. Porém quando em estado liquido ou gasoso este apresenta menor
densidade de energia que uma gasolina comum.
Comparação da densidade energética entre diferentes combustíveis
Comparação Volumétrica e Energética entre mo
Combustão de um motor de
A combustão de um motor de Hidrogénio apenas te
combustão os Óxidos de Azoto:
Os Óxidos de Azoto formam
interior da câmara de combustão. São as elevadas temperaturas que vão fazer com que o
Azoto se combine com o Oxigénio.
A quantidade de Óxidos de Azoto que se forma depende:
• A relação Ar/Combustí
• A taxa de compressão do motor;
Tipo de combustível
Hidrogénio Liquido
Hidrogénio comprimido a 700 bar
Gasolina
Gasóleo
GPL - Butano
Alta densidade de energia – O hidrogénio tem uma elevada densidade de energia por
unidade de massa. Porém quando em estado liquido ou gasoso este apresenta menor
a que uma gasolina comum.
Comparação da densidade energética entre diferentes combustíveis
Comparação Volumétrica e Energética entre motores a Hidrogénio e a Gasolina
de um motor de Hidrogénio
A combustão de um motor de Hidrogénio apenas tem como produto poluente de
combustão os Óxidos de Azoto:
�� � �� ��� � ��� � �� ����
formam-se devido às elevadas temperaturas que se registam no
interior da câmara de combustão. São as elevadas temperaturas que vão fazer com que o
Azoto se combine com o Oxigénio.
A quantidade de Óxidos de Azoto que se forma depende:
A relação Ar/Combustível;
A taxa de compressão do motor;
Densidade de energia por unidade de massa (MJ/kg)
Densidade de energia por unidade de volume (MJ/L)
143
143
46,4
46,2
49,1
Página 5
O hidrogénio tem uma elevada densidade de energia por
unidade de massa. Porém quando em estado liquido ou gasoso este apresenta menor
Comparação da densidade energética entre diferentes combustíveis
tores a Hidrogénio e a Gasolina
m como produto poluente de
se devido às elevadas temperaturas que se registam no
interior da câmara de combustão. São as elevadas temperaturas que vão fazer com que o
Densidade de energia por unidade de volume (MJ/L)
10,1
5,6
34,2
37,3
27,7
Motores a Hidrogénio
• A velocidade do motor;
• O avanço à ignição;
Pode existir também a presença de Monóxido de Carbono e Dióxido de Carbono, mas
apenas se existir queima do óleo de lubrificação, o que significa que o motor está a deixar
passar compressão.
Se o motor estiver nas melhores condições as emissões de um motor de hidrogénio
são praticamente nulas
De seguida a apresentação de dois gráficos que comparam as emissões
Hidrogénio com as emissões de um motor a gasolina em fun
Ar/Combustível)
Emissões de um motor de Hidrogénio em perfeitas condições
A velocidade do motor;
O avanço à ignição;
Pode existir também a presença de Monóxido de Carbono e Dióxido de Carbono, mas
apenas se existir queima do óleo de lubrificação, o que significa que o motor está a deixar
Se o motor estiver nas melhores condições as emissões de um motor de hidrogénio
De seguida a apresentação de dois gráficos que comparam as emissões
Hidrogénio com as emissões de um motor a gasolina em função de phi (Relação
Emissões de um motor de Hidrogénio em perfeitas condições
Página 6
Pode existir também a presença de Monóxido de Carbono e Dióxido de Carbono, mas
apenas se existir queima do óleo de lubrificação, o que significa que o motor está a deixar
Se o motor estiver nas melhores condições as emissões de um motor de hidrogénio
De seguida a apresentação de dois gráficos que comparam as emissões de um motor a
ção de phi (Relação
Emissões de um motor de Hidrogénio em perfeitas condições
Motores a Hidrogénio
Implementação e produção de Hidrogénio
Os fabricantes têm debatido durante algum tempo a necessidade de desenvolver
novas fontes de combustível. O hidrogénio é um gás limpo e quando usado em
produzir energia para os automóveis
tipo de poluente é lançado para a atmosfera)
hidrogénio não são produzidos compostos de carbono devido à combustão
NOx, são o único composto nocivo produzido nesta combustão)
para o ambiente.
Mas há ainda inúmeras questões sobre a viabilidade do hidrogénio como um
combustível alternativo, bem como a melhor forma para o produzir. As companhias de
petróleo argumentam que a obtenção de hidrogénio através do gás natu
fácil. O maior problema com que os ambientalista
durante esse processo vai como que neutralizar os be
emissões. Embora as companhias de
um objectivo, as suas razões são bem diferentes. Jeremy Bentham, director executivo da Shell
Hydrogen, argumenta que é uma questão de oferecer aos clientes
“Não se trata de reduzir a
desenvolvimento de carvão para o petróleo e agora estamos a obter gás natural.
Steve Cook, gerente de desenvolvimento da
produzido em cada estágio da
comparando às das produzidas por um carro a combustível fóssil.
mesmo que se use gás natural como
carro a combustível fóssil. Ainda existem benefício
Emissões de um motor a gasolina
Implementação e produção de Hidrogénio
Os fabricantes têm debatido durante algum tempo a necessidade de desenvolver
novas fontes de combustível. O hidrogénio é um gás limpo e quando usado em
automóveis, água é o único produto das reacções químicas
tipo de poluente é lançado para a atmosfera), tal como nos motores de combustão interna a
hidrogénio não são produzidos compostos de carbono devido à combustão
, são o único composto nocivo produzido nesta combustão), não sendo assim
Mas há ainda inúmeras questões sobre a viabilidade do hidrogénio como um
combustível alternativo, bem como a melhor forma para o produzir. As companhias de
petróleo argumentam que a obtenção de hidrogénio através do gás natural é a opção mais
fácil. O maior problema com que os ambientalistas estão preocupados, é que o CO
vai como que neutralizar os benefícios de um combustível com zero
emissões. Embora as companhias de petróleo e os ambientalistas vejam o hidrogénio como
ões são bem diferentes. Jeremy Bentham, director executivo da Shell
ydrogen, argumenta que é uma questão de oferecer aos clientes mais escolhas
Não se trata de reduzir a confiança nos combustíveis fósseis. Vimos
desenvolvimento de carvão para o petróleo e agora estamos a obter gás natural.
Steve Cook, gerente de desenvolvimento da BP, calculou a quantidade de CO
estágio da cadeia de produção de hidrogénio, somando
s das produzidas por um carro a combustível fóssil. “Se fizer essa análise,
ural como a fonte, ainda assim causa 25-40% menos CO
Ainda existem benefícios ambientais consideráveis se for utilizado
Página 7
Os fabricantes têm debatido durante algum tempo a necessidade de desenvolver
novas fontes de combustível. O hidrogénio é um gás limpo e quando usado em fuel cells para
é o único produto das reacções químicas (nenhum
tal como nos motores de combustão interna a
(óxidos de azoto,
assim tão agressivo
Mas há ainda inúmeras questões sobre a viabilidade do hidrogénio como um
combustível alternativo, bem como a melhor forma para o produzir. As companhias de
ral é a opção mais
s estão preocupados, é que o CO2 produzido
nefícios de um combustível com zero
o hidrogénio como
ões são bem diferentes. Jeremy Bentham, director executivo da Shell
mais escolhas.
confiança nos combustíveis fósseis. Vimos o
desenvolvimento de carvão para o petróleo e agora estamos a obter gás natural.”
BP, calculou a quantidade de CO2 que é
somando-as todas e
“Se fizer essa análise,
40% menos CO2 que um
s ambientais consideráveis se for utilizado
Motores a Hidrogénio
um combustível fóssil para produzir o hidrogénio
transformação de gás natural em hidrogénio, são necessários
apenas 1kg de hidrogénio. Grupos ambientais tais como a Greenpeace tê
sobre o uso de hidrogénio, se este for produzido por
para uma maior produção de hidrogénio
e solar.
De referir que as
desenvolvimento do hidrogénio, como combustível alternativo. Assim sendo, os fabricantes de
automóveis estão incertos quanto á implementação desta tecnologia em larga escala,
preferindo focar-se numa estratégia a curto prazo de produção de carros mais eficientes (tanto
a combustível fóssil, como híbridos).
Estes factores podem levar
que num futuro próximo os combustíveis fósseis p
combustível alternativo tal como o hidrogénio.
Ao passo que as várias marcas de automóveis procuram diferentes soluções para o
problema, a BMW tem-se focado noutro tipo de
carros com motor de combustão interna a
outros construtores, a BMW acredita que carros movidos a hidrogénio podem não estar assim
tão longe, reconhecendo no entanto, que a falta de postos de abastecimento e o
custo poderão afectar a quantidade de pessoas que poderão investir num automóvel deste
tipo no presente momento.
Na Universidade de W
hidrogénio será produzido abordo do veículo
tecnologia está, pelo menos, a 30 anos de distância.
muito importante a desempenhar na mudança da oferta de transportes e combustível.
Projectos actuais e futuro dos Motores a
Embora existam vários projectos envolvendo motores de combustão interna a
hidrogénio, destacamos em seguida apenas três:
- Mazda Premacy Hydrogen RE Hybrid - BMW Hydrogen 7 - BMW H2R
um combustível fóssil para produzir o hidrogénio.” A shell calcula que usando um processo de
ás natural em hidrogénio, são necessários 3kg de gás natural para produzir
Grupos ambientais tais como a Greenpeace têm algumas dúvidas
hidrogénio, se este for produzido por gás natural, estando a fazer campanha
ução de hidrogénio através de fontes renováveis, tais como
referir que as infra-estruturas (estações) são uma parte importante no
desenvolvimento do hidrogénio, como combustível alternativo. Assim sendo, os fabricantes de
automóveis estão incertos quanto á implementação desta tecnologia em larga escala,
se numa estratégia a curto prazo de produção de carros mais eficientes (tanto
a combustível fóssil, como híbridos).
Estes factores podem levar-nos à conclusão que, por enquanto, não existem sinais de
que num futuro próximo os combustíveis fósseis poderão vir a ser substituídos por um
combustível alternativo tal como o hidrogénio.
Ao passo que as várias marcas de automóveis procuram diferentes soluções para o
se focado noutro tipo de estratégia, estando concentrada em produzir
ros com motor de combustão interna a hidrogénio, em vez de fuel cells. Em contraste com
outros construtores, a BMW acredita que carros movidos a hidrogénio podem não estar assim
tão longe, reconhecendo no entanto, que a falta de postos de abastecimento e o
custo poderão afectar a quantidade de pessoas que poderão investir num automóvel deste
e de Warwick, um grupo de cientistas acredita que no futuro o
abordo do veículo, em vez de vir de uma fonte externa. Mas essa
está, pelo menos, a 30 anos de distância. Até lá, é o consumidor que terá um papel
muito importante a desempenhar na mudança da oferta de transportes e combustível.
Projectos actuais e futuro dos Motores a Hidrogénio
Embora existam vários projectos envolvendo motores de combustão interna a
hidrogénio, destacamos em seguida apenas três:
Mazda Premacy Hydrogen RE Hybrid
Página 8
A shell calcula que usando um processo de
3kg de gás natural para produzir
m algumas dúvidas
gás natural, estando a fazer campanha
, tais como energia eólica
(estações) são uma parte importante no
desenvolvimento do hidrogénio, como combustível alternativo. Assim sendo, os fabricantes de
automóveis estão incertos quanto á implementação desta tecnologia em larga escala,
se numa estratégia a curto prazo de produção de carros mais eficientes (tanto
nos à conclusão que, por enquanto, não existem sinais de
oderão vir a ser substituídos por um
Ao passo que as várias marcas de automóveis procuram diferentes soluções para o
estratégia, estando concentrada em produzir
Em contraste com
outros construtores, a BMW acredita que carros movidos a hidrogénio podem não estar assim
tão longe, reconhecendo no entanto, que a falta de postos de abastecimento e o potencial alto
custo poderão afectar a quantidade de pessoas que poderão investir num automóvel deste
acredita que no futuro o
fonte externa. Mas essa
Até lá, é o consumidor que terá um papel
muito importante a desempenhar na mudança da oferta de transportes e combustível.
Embora existam vários projectos envolvendo motores de combustão interna a
Motores a Hidrogénio
• Mazda Premacy Hydrogen RE Hybrid Modelo de 2007 em que o motor Wankel permite o funcionamento tanto com gasolina
como hidrogénio. O tanque de hidrogénio com capacidade para 110 litros a 350 bar armazena 2,4 kg de hidrogénio. Em adição existe um tanque de gasolina de 60 litros.
Este automóvel possui
Tipo de motor
Cilindrada
Combustível
Potência
Binário
Motor Eléctrico
Velocidade máxima
Aceleração (0-100 km/h)
Alcance
• BMW Hydrogen 7
Modelo de 2007 que permite o funcionamento tanto com gasolina como hidrogénio. Possui um tanque para armazenar 8 kg de hidrogénio capacidade de 74 litros.
Este automóvel possui as seguintes características:
Tipo de motor
Cilindrada
Combustível
Potência
Binário
Velocidade máxima
Aceleração (0-100 km/h)
Alcance
Mazda Premacy Hydrogen RE Hybrid
2007 em que o motor Wankel permite o funcionamento tanto com gasolina como hidrogénio. O tanque de hidrogénio com capacidade para 110 litros a 350 bar armazena 2,4 kg de hidrogénio. Em adição existe um tanque de gasolina de 60 litros.
Este automóvel possui as seguintes características:
Wankel com 2 rotores
2�654 cm3
Hidrogénio
80 kW (109 cv) 154 kW (210 cv)
140 N.m @ 5000 rpm 222 N.m @ 5000 rpm
Motor Eléctrico Motor síncrono AC
máxima 170 km/h (no funcionamento com H
100 km/h) 10 segundos
200 km
Modelo de 2007 que permite o funcionamento tanto com gasolina como hidrogénio. Possui um tanque para armazenar 8 kg de hidrogénio líquido e um tanque de gasolina com
Este automóvel possui as seguintes características:
Otto com 12 cilindros em V
6000 cm3
Hidrogénio
191 kW (256 cv) 191 kW (256 cv)
390 N.m
Velocidade máxima 230 km/h (restritos electronicamente)
100 km/h) 9,5 segundos
201 km
Página 9
2007 em que o motor Wankel permite o funcionamento tanto com gasolina como hidrogénio. O tanque de hidrogénio com capacidade para 110 litros a 350 bar armazena
Wankel com 2 rotores
Gasolina
154 kW (210 cv)
222 N.m @ 5000 rpm
Motor síncrono AC
170 km/h (no funcionamento com H2)
550 km
Modelo de 2007 que permite o funcionamento tanto com gasolina como hidrogénio. líquido e um tanque de gasolina com
Otto com 12 cilindros em V
Gasolina
191 kW (256 cv)
390 N.m
230 km/h (restritos electronicamente)
480 km
Motores a Hidrogénio
• BMW H2R
Este modelo é um dos primeiros carros de competição adaptados para funcionar com
um motor que consome hidrogénio líquido. Concebido e desenvolvido num período de tempo
relativamente curto de 10 meses
na sua categoria, provando assim poder vir a ser uma alternativa viável no
competição.
Este automóvel possui as seguintes características:
Tipo de motor
Cilindrada
Combustível
Potência
Binário
Velocidade máxima
Aceleração (0-100 km/h)
Este modelo é um dos primeiros carros de competição adaptados para funcionar com
um motor que consome hidrogénio líquido. Concebido e desenvolvido num período de tempo
relativamente curto de 10 meses, este carro de corrida já bateu vários recordes de velocidade
na sua categoria, provando assim poder vir a ser uma alternativa viável no
Este automóvel possui as seguintes características:
Otto com 12 cilindros em V
6000 cm3
Hidrogénio
173 kW (232 cv)
-
Velocidade máxima 301 km/h
100 km/h) 6 segundos
Página 10
Este modelo é um dos primeiros carros de competição adaptados para funcionar com
um motor que consome hidrogénio líquido. Concebido e desenvolvido num período de tempo
, este carro de corrida já bateu vários recordes de velocidade
na sua categoria, provando assim poder vir a ser uma alternativa viável no mundo da
Otto com 12 cilindros em V
kW (232 cv)
Motores a Hidrogénio
Após a análise dos vários pontos deste trabalho, concluímos que os motores de
combustão interna a Hidrogénio, teoricamente, são uma excelente resposta aos problemas
ambientais gerados pela utilização de motores que trabalham com combustíveis fósseis.
Constatamos que os motores a hidrogénio têm um funcionamento praticamente igual ao de
um motor a gasolina, o que poderá constituir o elo de ligação entre os veículos actuais e os
veículos do futuro que utilizam a tecnologia
através de reacções químicas que envolvem o hidrogénio).
subtema Implementação e produção de Hidrogénio
até conseguirmos meios de transporte totalmente limpos em que essa mesma rede
transportes seja sustentável. Além destes factores, poderão haver problemas em angariar
clientes que queiram adquirir um produto que utiliza uma tecnologia considerada “transitória”
ou “a curto prazo”. Estas parecem ser as questões mais difíceis de ult
implementação de motores a hidrogénio. De qualquer forma, pode
pesquisa contínua nesta área e medidas
dirigidas, poderemos eventualmente ver o hidrogénio como uma solução sustent
amplamente aceite tanto tecnicamente como economicamente.
Após a análise dos vários pontos deste trabalho, concluímos que os motores de
combustão interna a Hidrogénio, teoricamente, são uma excelente resposta aos problemas
ambientais gerados pela utilização de motores que trabalham com combustíveis fósseis.
atamos que os motores a hidrogénio têm um funcionamento praticamente igual ao de
um motor a gasolina, o que poderá constituir o elo de ligação entre os veículos actuais e os
veículos do futuro que utilizam a tecnologia fuel cell (accionamento de um motor e
através de reacções químicas que envolvem o hidrogénio). Mas, conforme explicado no
Implementação e produção de Hidrogénio, ainda há um longo caminho a percorrer
até conseguirmos meios de transporte totalmente limpos em que essa mesma rede
transportes seja sustentável. Além destes factores, poderão haver problemas em angariar
clientes que queiram adquirir um produto que utiliza uma tecnologia considerada “transitória”
ou “a curto prazo”. Estas parecem ser as questões mais difíceis de ult
implementação de motores a hidrogénio. De qualquer forma, pode-se dizer que com uma
pesquisa contínua nesta área e medidas de implementação devidamente planeadas e bem
dirigidas, poderemos eventualmente ver o hidrogénio como uma solução sustent
amplamente aceite tanto tecnicamente como economicamente.
Página 11
Após a análise dos vários pontos deste trabalho, concluímos que os motores de
combustão interna a Hidrogénio, teoricamente, são uma excelente resposta aos problemas
ambientais gerados pela utilização de motores que trabalham com combustíveis fósseis.
atamos que os motores a hidrogénio têm um funcionamento praticamente igual ao de
um motor a gasolina, o que poderá constituir o elo de ligação entre os veículos actuais e os
(accionamento de um motor eléctrico
Mas, conforme explicado no
ainda há um longo caminho a percorrer
até conseguirmos meios de transporte totalmente limpos em que essa mesma rede de
transportes seja sustentável. Além destes factores, poderão haver problemas em angariar
clientes que queiram adquirir um produto que utiliza uma tecnologia considerada “transitória”
ou “a curto prazo”. Estas parecem ser as questões mais difíceis de ultrapassar na
se dizer que com uma
de implementação devidamente planeadas e bem
dirigidas, poderemos eventualmente ver o hidrogénio como uma solução sustentável e
Motores a Hidrogénio
Bibliografia
• http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_internal_combustion_engine_vehicle
• http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/tech_validation/pdfs/fcm
03r0.pdf
• http://observer.guardian.co.uk/carbontrust/story/0,,1511916,00.html
• http://www.hybrid-
• http://en.wikipedia.org/wiki/Mazda_Premacy_Hydrog
• http://en.wikipedia.org/wiki/BMW_Hydrogen_7
• http://en.wikipedia.org/wiki/BMW_H2R
• http://auto.howstuffworks.com/bmw
http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_internal_combustion_engine_vehicle
http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/tech_validation/pdfs/fcm
http://observer.guardian.co.uk/carbontrust/story/0,,1511916,00.html
-vehicle.org/hybrid-vehicle-ice.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Mazda_Premacy_Hydrogen_RE_Hybrid
http://en.wikipedia.org/wiki/BMW_Hydrogen_7
http://en.wikipedia.org/wiki/BMW_H2R
http://auto.howstuffworks.com/bmw-h2r.htm
Página 12
http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_internal_combustion_engine_vehicle
http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/tech_validation/pdfs/fcm
http://observer.guardian.co.uk/carbontrust/story/0,,1511916,00.html
en_RE_Hybrid