Muito antes de David Hasselhoff estar flexionando em Baywatch, ele dirigia um Pontiac Trans Am em Knight Rider. O show foi centrado em Michael Knight e seu carro artificialmente inteligente, KITT. O veículo era uma fantasia para qualquer adolescente com carteira de motorista. Atingiu 300 mph. Tinha uma voz que parecia a de um avô sábio. Foi a máquina dos sonhos definitiva.
Mas aqui está o problema. KITT não funcionava com gasolina. O roteiro deu-lhe um motor movido a hidrogênio. Isso permitiu que Knight perseguisse bandidos pela tela sem se preocupar com as emissões.
Avance alguns anos. O show morreu. As avaliações despencaram. Mas a ideia do hidrogénio não. Os políticos começaram a falar sobre isso como uma solução mágica. Eles disseram que substituiria o carvão e o petróleo. Disseram que isso resolveria a nossa crise energética. Em 2003, George W. Bush investiu 1,2 mil milhões de dólares no problema. Ele queria que o hidrogênio se tornasse o combustível padrão para os americanos.
Faz sentido no papel. O hidrogênio alimenta o sol. É o elemento mais abundante do universo. Podemos fazer isso com água. Queima limpo. Sem poluição. Sem gases de efeito estufa.
Então, por que isso não assumiu?
Pense na ferrugem. A ferrugem destrói o metal. O hidrogênio faz a mesma coisa. Torna o metal quebradiço. Reduz a resistência estrutural. Ele corrói a estrutura de um carro como cupins na madeira. Se você quer um veículo que não desmorone, o hidrogênio é uma dor de cabeça.
O problema com células de combustível de hidrogênio
O principal problema da tecnologia de célula de combustível de hidrogênio é a durabilidade. Os motores de combustão interna tradicionais são resistentes. Eles lidam bem com calor e pressão. As células a combustível de hidrogênio são diferentes. Eles operam em temperaturas mais baixas, mas ainda enfrentam desafios materiais.
Os componentes metálicos degradam-se. Este não é um pequeno inconveniente. É uma barreira fundamental de engenharia. Os carros precisam durar. Se o tanque corroer, o carro para de funcionar. É por isso que a maioria dos fabricantes prefere baterias ou gás tradicional.
A promessa do hidrogénio era clara. Energia limpa. Fornecimento ilimitado. Poluição zero no escapamento. Mas a realidade é confusa. A infraestrutura está faltando. O armazenamento é difícil. Os materiais são meticulosos.
Ainda estamos esperando que a tecnologia acompanhe o hype. Até então, KITT continua sendo uma ficção. E os carros reais funcionam com gasolina.
O inimigo invisível dentro do metal
Estamos olhando para ligas de alta resistência agora. Aço. Compósitos à base de níquel. O material que mantém seu chassi rígido e sua suspensão não entra em colapso. Os átomos de hidrogênio não se importam com sua integridade estrutural. Eles simplesmente entram.
Os cientistas sabem disso desde 1875. Eles ainda não entendem totalmente a física. O que sabemos é isto: o hidrogénio difunde-se. Ele se espalha. Especialmente quando as coisas esquentam. Uma vez lá dentro, os átomos se emparelham. Eles se tornam moléculas. Eles se escondem em rachaduras microscópicas dentro da estrutura metálica.
A pressão aumenta. Rapidamente.
A resistência à tração cai. Então o metal estala. Nenhum aviso. Sem ferrugem. Apenas uma pausa limpa.
Os pesquisadores não podem prever onde isso acontecerá a seguir. Simulações de computador mostram que isso acontece em tempo real. A severidade depende do tipo de liga e da temperatura ambiente. É um assassino silencioso de componentes estruturais.
“A fragilização por hidrogênio tornou-se a ruína de coisas como porta-aviões, navios de guerra, aviões, naves espaciais e reatores nucleares.”
As apostas sempre foram altas. Em 1985, um soldado britânico foi esmagado. Os parafusos do obus de 155 mm de fabricação americana falharam. Eles estavam segurando o coletor de subida e descida da arma. Os ferrolhos quebraram sob o estresse do disparo. A fragilização por hidrogênio os tornou muito frágeis para lidar com os solavancos. O soldado preso por baixo. Um ano antes, os parafusos do tanque M1 Abrams também quebraram. O mesmo problema.
Não é apenas equipamento militar. A indústria automobilística está preocupada com isso. Especificamente o segmento movido a hidrogénio.
Células de Combustível e o Problema da Corrosão
Os veículos a hidrogênio usam células de combustível. A química é simples. O hidrogênio encontra o oxigênio. Você fica com calor. Você obtém eletricidade. A única exaustão é o vapor d’água. Limpar. Eficiente.
Mas a infraestrutura tem uma falha. Os componentes metálicos são vulneráveis.
A infiltração começa na fábrica. Cromagem. Soldagem. Fresagem. Pressionando. Todos esses processos introduzem hidrogênio na matriz metálica. Não para por aí. Dirigir o carro satura ainda mais o metal. O hidrogênio penetra nos tanques de combustível. Ele corrói rolamentos de esferas. Degrada pilhas de células de combustível.
As peças falham sem aviso.
Você pensa em uma linha de combustível quebrando enquanto você dirige a 70 mph na interestadual. Ou um braço de suspensão cedendo. As contas de reparo são astronômicas. E o risco é letal.
Não descarte ainda o conceito do carro a hidrogênio. Pesquisadores na Alemanha estão rastreando o movimento dos átomos. Eles estão mapeando as rotas. O objetivo são materiais resistentes à fragilização. Novas ligas que repelem o hidrogênio.
Os cientistas também estão fazendo experiências com soluções térmicas. Aquecendo constantemente os átomos presos. Mantê-los em movimento para que não se acomodem e criem bolsas de pressão.
Uma melhor compreensão leva a uma melhor engenharia. Tanques de combustível a bordo que não se degradam. Componentes que duram.
Estamos perto de resolver o quebra-cabeça. A ciência dos materiais está alcançando a ambição.
O futuro do setor automotivo é movido a gás?
Por que continuamos voltando ao hidrogênio? É uma energia densa. Leve. Sem emissões de carbono no escapamento. Mas o armazenamento é difícil. Os tanques são pesados. O metal continua falhando.
A inovação não estará no motor. Será na metalurgia.
Se conseguirmos parar a difusão, poderemos usar hidrogénio de alta pressão com segurança. Podemos construir carros mais leves. Carros que viajam mais longe com um único abastecimento. Não são necessárias estações de carregamento. Apenas uma bomba.
A ciência está se movendo rapidamente. As simulações estão ficando mais precisas. Os testes de materiais estão se tornando mais precisos.
Veremos carros a hidrogênio. Eles não se parecerão com os protótipos de hoje. Eles se parecerão com carros normais. Mas sob o capô, os tanques e as linhas serão diferentes. Reforçado. Resiliente.
Até então, vigiamos os parafusos. Observamos os tanques. Esperamos que o metal coopere.
