Motores Não convencionais. Espinazo Goes Menck.

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FACULDADE DE ENGENHARIA DE SOROCABA
MOTORES NÃO CONVENCIONAIS
Sorocaba, SP
2013
FICHA CATALOGRÁFICA
Góes, João Henrique; Espinazo, 
Thiago Tadeu
; Menk, Túlio
Motores Não Convencionais / por João Henrique Góes, Thiago Tadeu Espinazo, Túlio Menk – Sorocaba, São Paulo, 2013.
Trabalho sobre motores não convencionais (Graduação) – Faculdade de Engenharia de Sorocaba, Curso de Engenharia Mecânica, 2013.
Orientador: Professor Mestre Ronaldo Junior dos 
 
Santos
Faculdade de Engenharia de Sorocaba
Diretor 
Marcos Carneiro da Silva
Vice Diretor 
João Paulo Beldi 
Coordenador Civil 
José Antonio de Milito 
milito@facens.br
Coordenador Computação 
Andréa Lucia Braga Vieira Rodrigues 
Andrea@facens.br
Coordenador Elétrica 
Arlindo Garcia Filho
arlindo@facens.br
Coordenador Mecânica 
Carlos Alberto Gasparetto 
calgasp@facens.br
Coordenador Mecatrônica 
Laércio Avileis 
laercio@facens.br
Coordenador Química 
Carlos Alberto Gasparetto 
calgasp@facens.br
Coordenador Produção 
Laércio Avileis 
laercio@facens.br
Lista de Figuras
Fig. 1 - Veículo elétrico da década de 1910......................................................07
Fig. 2 - Veículo citado acima usado na quebra do record.................................07
Fig. 3 - Gurgel Itaipu exibido em exposição de automóveis antigos..................10
Fig. 4 - Esquema do veículo elétrico..................................................................12
Fig. 5 - Esquema do veículo elétrico..................................................................13
Fig. 6 - Esquema do veículo elétrico com captação de energia solar...............16
Fig. 7 - Bateria de chumbo.................................................................................17
Fig. 8 - Chassi do veículos mostra claramente a localização da bateria de íon-lítio do veículos..................................................................................................19
Fig. 9 - Tomada para recarga de veículo elétrico..............................................20
Fig. 10 - Esquema de um véculo a hidrogênio..................................................24
Fig. 11 - Partes de uma célula a combustível....................................................25
Fig. 12 - Mercedes-Benz Classe A Europeu (recorte para mostrar Célula a combustível e o tanque).....................................................................................27
Fig. 13 - Cilindros de armazenamento de hidrogênio liquido.............................29
Fig. 14 – Reservatório esférico de hidrogênio liquido........................................32
Fig. 15 - Hidretos Metálicos...............................................................................34
Fig. 16 – Hibrido paralelo...................................................................................45
Fig. 17 – Hibrido Série.......................................................................................46
Fig. 18 – Hibrido Hidráulico................................................................................47
Índice
1 - Introdução......................................................................................................6
2 – Desenvolvimento...........................................................................................7
2.1 – Motor elétrico..............................................................................................7
2.1.1 – História dos veículos elétricos.................................................................8
2.1.2 - Funcionamento.........................................................................................9
2.1.3 – Tipos de fonte de alimentação...............................................................10
2.1.4 – Tipos de baterias usadas.......................................................................16
2.1.5 – Vantagens..............................................................................................19
2.1.6 – Desvantagens........................................................................................21
2.2 – Motor a Hidrogênio...................................................................................22
2.2.1 – Motor de combustão interna dedicada a hidrogênio..............................22
2.2.2 – Funcionamento do motor a hidrogênio..................................................24
2.2.3 – Armazenamento do combustível hidrogênio..........................................27
2.2.3.1 – Reservatório de gás hidrogênio comprimido......................................29
2.2.3.2 – Reservatório de hidrogênio liquido.....................................................29
2.2.3.3 – Hidretos metálicos..............................................................................33
2.2.3.4 – Hidretos alcalinos................................................................................34
2.2.3.5 – Outros métodos..................................................................................36
2.2.3.6 – Adsorção de carbono..........................................................................36
2.2.3.7 – Microesferas.......................................................................................37
2.2.4 – Vantagens..............................................................................................37
2.2.5 – Desvantagens........................................................................................38
2.3 – Veiculo Hibrido..........................................................................................39
2.3.1 – Desempenho do veiculo hibrido.............................................................41
2.3.2.1 – Tipos de híbridos e como funcionam..................................................45
2.3.2.2 – Sistema hibrido em paralelo...............................................................45
2.3.2.3 – Sistema hibrido em série....................................................................45
2.3.2.4 – Sistema hibrido hidráulico..................................................................46
3 – Conclusão....................................................................................................47
4 – Referência Bibliográficas.............................................................................48
1 – Introdução
No mundo moderno e de tempo escasso, os meios de transportes rápidos são indispensáveis no dia a dia. Carros, ônibus, motocicletas e muitos outros, porem o problema é que o mundo começa a sofrer as consequências ambientais desses grandes emissores de poluentes. Durante muitas décadas e até hoje, utilizou-se de motores a combustão (convencionais), entretanto esses motores movidos a combustíveis fósseis geram muitos gases provenientes de sua queima para gerar energia para mover os veículos.
Com os grandes problemas atuais como aquecimento global e poluição do ar, que afetam a qualidade de vida, os motores à combustão tornaram-se grandes vilões do cotidiano. Hoje em dia o grande desafio para os pesquisadores e engenheiros é descobrir a formula do sucesso: geração de energia para os veículos com a menor emissão possível de poluentes e a baixo custo.
Outro aspecto considerável é a utilização de fontes de energia renováveis, que dispensem os combustíveis esgotáveis de origem fóssil. Como uma importante alternativa para diminuir a emissão de gases, surgem os tipos de motores com combustíveis alternativos, que propõem a não emissão ou redução nos níveis de poluentes. Como consequência, as fontes de energia para alimentar esses motores são as não renováveis. 
Porem verifica-se que a total independência desses “motores vilões” é mais complexa e está um pouco mais distante do que parece, mesmo com todo o avanço da tecnologia disponível nos dias de hoje para pesquisa.
Existem alternativas e soluções para que se consiga uma grande redução no consumo desses combustíveis que geram gases poluentes. 
2 – Desenvolvimento
2.1 Motor elétrico
O motor elétrico começou a ser desenvolvido na mesma época que iniciou-se o desenvolvimento dos motores a combustãointerna. Os fatores que interromperam sua aceitação no mercado foram cinco mitos que marcaram os veículos elétricos. Nesses cinco mitos diziam-se que carros elétricos eram lentos devido ao peso da bateria, caros por causa de sua tecnologia, não eram seguros por conter ácidos na bateria que poderiam vazar em caso de acidentes ou mau funcionamento, demora para o recarregamento da beteria que recoloca o veículo em condições de rodagem, e o de que não são verdadeiramente “verdes”, pois em algumas regiões do mundo a energia elétrica é adquirida a partir de fontes muito agressivas ao meio ambiente.
2.1.1 Histórico dos Veículos Elétricos 
A história dos veículos elétricos pode ser dividida em quatro fases, que diferem entre si pela tecnologia empregada e pela sua inserção no contexto socioeconômico de cada época, a saber: 
Em 1837, na Inglaterra, foi construída a primeira carruagem elétrica. Portanto, quase 40 anos antes do primeiro automóvel a motor de combustão interna (ICEV), o Patentmotorwagen, de Karl Benz, em 1886. Em 1897, surgiu uma frota de táxis elétricos em Londres, sendo que o ápice da produção e comercialização dos veículos elétricos (ou EVs) ocorreu entre os anos de 1890 e 1910. Estes veículos eram preferidos pela população por não trazer os inconvenientes dos automóveis à combustão interna (ICEV) e externa (veículos a vapor), tais como: barulho, fumaça, esforço e riscos à integridade física na partida à manivela, causada por contragolpes do motor de combustão interna, além da demora e do risco de incêndios, no caso dos motores de combustão externa. O veículo elétrico era a escolha de pessoas que o utilizavam para 21 deslocamentos urbanos curtos e para eventos sociais.
 
Figura 1 – Veículo elétrico da década de 1910
Em 1899, foi quebrado o recorde de velocidade pelo belga Jenatzy, a bordo de um veículo elétrico, o “La Jamais Contente”, que atingiu 106km/h 
Figura 2- Veículo citado acima usado na quebra do record.
 
Segunda Fase – 1912 a 1973 
Após as descobertas de campos de petróleo na virada do século, bem como o desenvolvimento de técnicas de destilação em regime contínuo e o conseqüente custo em redução dos derivados de petróleo, todo o desenvolvimento tecnológico da indústria automobilística foi concentrado para os motores de combustão interna. O Cadillac 1912 , por exemplo, marca o fim da primeira fase do carro elétrico por incorporar a partida elétrica ao invés da partida à manivela, característica que se estendeu gradativamente a todos os outros fabricantes. Em 1920, quase todos os automóveis já dispunham da partida elétrica.
Nesta época, poucos foram os veículos elétricos presentes no mercado como, por exemplo, o Brougham, que atingia 51,5km/h e possuía uma autonomia de 97km. Entretanto, as vendas foram mínimas. No final da década de 1950 e início da década de 1960, nos Estados Unidos as preocupações com os efeitos da poluição levaram a algumas iniciativas como o Henney Kilowatt , o qual era movido a baterias de chumbo-ácido, lançado em 1959 e, foi o “primeiro veículo elétrico transistorizado, além do Chevrolet Corvair Elétrico, conhecido como Electrovair, com baterias de zinco e prata.
Também nesta fase, alguns veículos foram construídos a fim de superar o recorde de velocidade com veículo elétrico, como o Silver Eagle, de 1971, que atingiu 245km/h . Porém o mais famoso de todos os veículos elétricos que surgiu nesta fase, deveu-se ao programa espacial dos Estados Unidos, que criou o jipe lunar elétrico de 1969. 
Exceto pelos exemplos acima e poucos outros, neste período a tração elétrica ficou quase que reservada aos meios de transporte em massa como ônibus, bondes e trens, e à movimentação de cargas industriais (empilhadeiras e máquinas de tração industriais utilizadas em minas).
 Terceira Fase – 1973 a 1996 
Com os choques do petróleo de 1973 e 1979, voltou-se a se pensar numa forma de substituir parte do petróleo da matriz energética utilizada pelo setor de transportes. Vários experimentos foram feitos e alguns veículos foram comercializados. Uma característica que se observa é que estes veículos utilizavam-se da tecnologia de armazenamento de energia igual àquela utilizada na primeira fase do carro elétrico (1837-1912), ou seja, baterias à base de chumbo-ácido, as quais são compostas basicamente por placas de chumbo imersas em ácido sulfúrico, como nas baterias tradicionais de partida de automóveis, salvo algumas exceções não comerciais. Vale citar o esforço de Gurgel (1926-2009) em produzir o primeiro carro elétrico brasileiro, o Itaipu, em 1974, com autonomia de 60km.
Figura 3: Gurgel Itaipu exibido em exposição de automóveis antigos
Os esforços em se produzir veículos com maior autonomia duraram até a primeira metade da década de 80, quando foi, enfim, superada a crise do petróleo e os preços no mercado internacional começaram a cair. Também nesta época, os avanços na eletrônica possibilitaram um aumento na eficiência dos motores de combustão e, no Brasil, ainda cabe citar o sucesso do programa governamental “Proálcool”, inviabilizando comercialmente a produção de veículos elétricos.
Quarta Fase – 1996 em diante:
Os crescentes aumentos nos níveis de poluição nos grandes centros, o aumento das emissões de gases causadores do efeito estufa e o aquecimento global, dentre outros aspectos de degradação do meio ambiente, pelo homem, sinalizados na Conferência Eco 92, no Rio de Janeiro, culminou com a assinatura do protocolo Kyoto, em 1997, no Japão. Sob a ótica da redução de emissões de gases causadores do efeito estufa e da melhoria de qualidade do ar nos grandes centros urbanos, os veículos elétricos projetados nesta fase não mais possuem a obrigação de ser um substituto completo do veículo de combustão interna, tendo como premissas de sucesso o custo, o desempenho e a autonomia próximos daqueles. 
Nesta fase, procura-se projetar e produzir um veículo que, mesmo não tendo o ciclo completo de balanço de emissão de dióxido de carbono nulo ou quase nulo, a exemplo do etanol combustível, contribua para a redução dos níveis de poluição atmosférica e sonora nos grandes centros e que complemente a oferta de meios de transporte autônomos diversificando,assim, a matriz energética para o setor de transportes. 
Um marco desta nova maneira de se enxergar o veículo elétrico foi o lançamento do GM EV1, da General Motors, em 1996. Este automóvel incorporava novas tecnologias em baterias e sistemas de propulsão, tais como motor de corrente alternada e inversor de frequência.
O veículo EV1 nunca foi vendido, mas alugado em contratos de longa duração. Ao fim do período de vigência dos primeiros contratos, a General Motors não deu continuidade ao projeto em função de razões estratégicas. A configuração do EV1, com baterias de alta energia específica, motor de corrente alternada e inversor de freqüência, permanece sendo a alternativa escolhida pelas empresas automotivas para o desenvolvimento dos veículos elétricos atuais (2008).
No Brasil, pode-se citar o Palio Elétrico de 2006 e o Carro Conceito FCC II de 2008 , projetados e fabricados no Brasil pela Fiat Automóveis S/A incorporando, no entretanto, alguns componentes importados, em especial, as baterias e os motores.
2.1.2 Funcionamento
O que faz um carro elétrico funcionar é a combinação de motor elétrico, regulador de motor e baterias. O regulador recebe energia das baterias e a repassa ao motor. O pedal do acelerador é ligado a um par de potenciômetros (resistores variáveis) que fornecem um sinal para avisar ao regulador quanta energia deve ser entregue. O regulador pode passar energia zero (carro parado), energia total (o motorista pisa fundo no acelerador) ou quaisquer níveis intermediários de energia. 
 Por medida de segurança, há dois potenciômetros (isso previne a situação em que um potenciômetro fique preso na posição de aceleração máxima). O regulador lê ambos e se assegura de que os sinais são iguais - se não forem, o regulador não opera. Assim, o regulador pulsa o motor, lendo a situação do pedaldo acelerador através dos potenciômetros e regulando a energia adequadamente.
Figura 4: Esquema do veículo elétrico
	
Os motores dos carros elétricos podem ser CA ”corrente alternada” (que funciona na faixa de 96 a 192 volts) ou CC “corrente continua “(que funciona a 240 volts). As instalações CC tendem a ser mais simples e menos caras e ainda têm a boa característica de poderem operar com sobrecarga. As instalações CA permitem o uso de quase todo o tipo de motor CA trifásico, o que possibilita encontrar mais facilmente um motor com o tamanho, forma ou potência nominal desejados. Além disso, os motores e os reguladores CA geralmente têm uma característica regenerativa, ou seja, durante a frenagem, o motor se transforma em um gerador e devolve energia para as baterias. 
 A bateria, que é a grande inovação do carro elétrico, é também seu maior problema. Elas ainda possuem uma capacidade limitada (a maioria das baterias consegue armazenar energia suficiente para cerca de 100 quilômetros), demoram para carregar (cerca de quatro horas para se obter a carga completa), e têm vida curta (devem ser trocadas a cada quatro anos). 
 Por isso as pesquisas com células a combustível são tão promissoras. As indústrias automobilísticas estão tentando solucionar esses problemas para tornar o carro elétrico mais viável e acessível. As novas tecnologias estão conseguindo diminuir o tempo de recarga e aumentar a tecnologia, mas ainda é preciso mais investimento (tanto de dinheiro como de tempo) para se chegar a um modelo ideal. 
Figura 5: Esquema do veículo elétrico
2.1.3 Tipos de fonte de alimentação
Uma bateria recarregável é inútil, a não ser que você tenha um lugar para recarregá-la. Se estiver ficando sem energia no seu carro elétrico, você não pode simplesmente fazer uma parada rápida no posto de gasolina local. A não ser que o posto ofereça um lugar onde você possa recarregá-lo. Infelizmente, recarregar os vários tipos de baterias de um carro elétrico pode levar horas e muitos postos de gasolina prefeririam que você não bloqueasse as pistas por tanto tempo.
 Os carros elétricos estarão equipados com sistemas de carga, permitindo que eles sejam recarregados numa tomada comum. Embora, pelo menos uma empresa afirme desenvolver sistemas que conseguem recarregar um carro elétrico em 10 minutos, os recarregadores disponíveis levam cerca de 3 a 10 horas para recarregar completamente a bateria de um carro elétrico, utilizando a eletricidade normal da casa.
Uma vez com o carro elétrico recarregado, até onde ele consegue rodar antes de precisar de uma nova recarga? Isso depende de vários fatores, incluindo o tipo de bateria do veículo. Os carros elétricos que utilizam baterias de chumbo são os que possuem o menor alcance, cerca de 80 milhas (128 km) em uma única recarga. As baterias NiMH têm um melhor desempenho, com um alcance de cerca de 120 milhas (193 km) por recarga. É aqui que as baterias de íon-lítio excedem, com um alcance de mais de 220 milhas (354 km) por recarga, utilizando o Tesla Roadster como exemplo. Se a distância for a consideração mais importante, as baterias de íon-lítio são as opções ideais.
O alcance de um carro elétrico pode ser estendido ainda mais com uma tecnologia conhecida como frenagem regenerativa, que utiliza a energia cinética dos freios do carro para recarregar a bateria enquanto ele funciona. Sob ótimas condições de direção, a frenagem regenerativa consegue estender o alcance de carro em até 50%, apesar de, em muitas situações, o ganho no alcance de direção será menor.
Mas e se você quisesse fazer uma viagem mais longa em um carro elétrico sem voltar para casa para fazer a recarga? Haverá um lugar onde você poderia conectá-lo à tomada? Poucas estações de recarga existem atualmente, mas os fabricantes de carros elétricos já planejam construir estações de recarga para que a infraestrutura esteja pronta para os consumidores que irão começar a dirigir carros elétricos. A Tesla Motors, fabricante do carro Tesla Roadster totalmente elétrico, fez um acordo com uma grande rede de hotéis para disponibilizar estações de recarga para os hóspedes que desejarem recarregar seus Roadsters durante a noite.
Uma vantagem das estações de recarga é que elas podem ser capazes de recarregar carros mais rapidamente do que um sistema de recarga doméstico, embora seja improvável que os veículos entrem e saiam da estação tão rapidamente quanto num posto de gasolina. Infelizmente, ainda pode levar algum tempo antes de estações de recarga suficientes serem disponibilizadas para manter os proprietários de carros elétricos com os veículos recarregados para viagens longas. No futuro próximo, os carros elétricos serão mais apropriados para nos levar ao trabalho ou à escola e para viagens locais e de compras. Quando utilizado dessa maneira, o carro ficará seguro na garagem toda noite para a recarga elétrica.
Paralelamente com todos esses tipos que recursos que tentam ampliar a autonomia de um veiculo elétrica, o que também é muito pesquisado é a tentativa de se implantar o sistema de captação de energia solar no veiculo, para que junto com todos os outros sistemas, seja capaz de aumentar a autonomia do veiculo e, com isto, também o conforto e praticidade de condutor que poderá rodar cada vez mais com o veiculo sem ter que parar para recarga.
Figura 6: Esquema do veículo elétrico com captação solar
2.1.4 - Tipos de baterias de carros elétricos
Uma bateria é um dispositivo para armazenar energia química e convertê-la em eletricidade. Uma bateria é feita de uma ou mais células eletroquímicas e cada uma consiste de duas metades de células ou eletrodos. Uma metade de célula, chamada de eletrodo negativo, possui uma super abundância de pequenas partículas subatômicas carregadas negativamente chamadas de elétrons.
A outra, chamada de eletrodo positivo, possui um déficit de elétrons. Quando as duas metades são conectadas por um fio ou um cabo elétrico, os elétrons fluirão do eletrodo negativo para o positivo. Chamamos esse fluxo de elétrons de eletricidade. A energia dos elétrons em movimento pode ser aplicada para ligar um motor, por exemplo.
Enquanto os elétrons passam para o lado positivo, o fluxo é reduzido gradualmente e a voltagem da eletricidade produzida pela bateria cai. Eventualmente, quando houver a mesma quantidade de elétrons no lado positivo e no negativo, a bateria é considerada 'morta' e não mais capaz de produzir um fluxo elétrico.
Figura 7:
 
As baterias de chumbo, parecidas com a mostrada aqui, têm sido utilizadas em
 
automóveis desde a metade do século 19
Os elétrons são gerados pelas reações químicas e existem muitas reações químicas diferentes que são utilizadas em baterias disponíveis no mercado. Por exemplo, as pilhas alcalinas comumente utilizadas em lanternas e controles remotos de TV geram eletricidade através de uma reação química que envolve zinco e óxido de manganês. Muitas pilhas alcalinas são consideradas descartáveis.
Quando elas morrem, são inutilizadas e deverão ser recicladas. As baterias de automóvel, por outro lado, precisam ser recarregáveis para que elas não requeiram uma substituição constante. Numa bateria recarregável, a energia elétrica é usada para reverter as metades positiva e negativa das células eletroquímicas, reiniciando o fluxo de elétrons.
Os fabricantes de automóveis identificaram três tipos de baterias recarregáveis adequadas para um carro elétrico. Os tipos são: baterias de chumbo, baterias de hidreto metálico de níquel (NiMH) e baterias de íon-lítio (Li-ion).
As baterias de chumbo foram inventadas em 1859 e são a forma mais antiga de bateria recarregável ainda em uso. Elas são usadas em todos os tipos de carros, incluindo carros elétricos, desde o século 19. As baterias de chumbo são um tipo de bateria de placa submersa e geralmente contém uma solução amena de ácido sulfúrico em um recipiente aberto.
O nome vem da combinação dos eletrodos de chumbo e do ácido utilizado para gerar eletricidade nessas baterias. A maior vantagemdas baterias de chumbo é que, depois de tantos anos sendo usadas, elas já são bem conhecidas e de produção barata. Porém, elas produzem gases perigosos quando são usadas e se a bateria for carregada demais, haverá risco de explosão.
As baterias de hidreto metálico de níquel entraram no mercado no final dos anos 80. Elas possuem uma alta densidade de energia, ou seja, uma grande quantidade de energia pode ser contida numa bateria relativamente pequena. E elas não contêm metais tóxicos, por isso são fáceis de reciclar.
Figura 8:
 
Este chassi do veículos de conceito Chevy Volt 2007 mostra claramente a localização da bateria de íon-lítio do
 
veículos
 
(em azul)
As baterias de íon-lítio, que entraram no mercado no início dos anos 90, possuem uma densidade de energia muito alta e, diferente da maioria das baterias, elas não perdem a carga quando não são utilizadas, uma propriedade chamada auto-descarga. Por causa do pouco peso e dos baixos requerimentos para manutenção, as baterias de íon-lítio são largamente usadas em aparelhos eletrônicos como computadores laptop.
Alguns especialistas acreditam que as baterias de íon de lítio é o mais próximo que a ciência chegou no desenvolvimento de uma bateria recarregável perfeita, e este tipo de bateria é o melhor candidato para fazer os carros rodarem no futuro próximo. Uma variação das baterias de íon-lítio, chamadas de baterias de polímero de íon-lítio, também provarão o seu valor no futuro dos carros elétricos. Essas baterias podem acabar custando menos para construir do que as baterias de íon-lítio; porém, hoje, as baterias de polímero de íon-lítio são proibitivamente caras.
2.1.5 - Vantagens:
A vantagem mais óbvia das baterias dos carros elétricos é que elas não produzem a poluição associada com os motores de combustão interna. Porém, elas ainda apresentam custos ambientais. A eletricidade utilizada para recarregar as baterias dos carros elétricos precisa vir de algum lugar, e hoje, grande parte da eletricidade é gerada pela queima de combustíveis fósseis. E é claro que isso gera poluição. Mas como a poluição produzida pelos combustíveis fósseis para recarregar baterias de carros elétricos se compara com a poluição gerada pelos motores de combustão interna?
De acordo com a Electric Vehicle Association do Canadá, ou EVAC, até os carros elétricos recarregados com geradores elétricos movidos a carvão diminuem a emissão de carbono quase que pela metade. Os carros elétricos recarregados com métodos mais limpos de geração de energia elétrica, tais como a hidroenergia e as usinas nucleares, conseguem reduzir as emissões de carbono para menos de 1% daquelas atualmente geradas pelos motores de combustão interna. Então, mesmo na pior das situações, os carros movidos por baterias elétricas são mais limpos do que os movidos a gasolina. O Brasil, por exemplo, possui atualmente 158 usinas hidrelétricas, que produzem um total de 74.438.695 kW (fonte - ANEEL - maio/2007), entre elas uma das maiores usinas do mundo - a Usina de Itaipu.
Figura 9:
 
Tomada para recarga de um veículo elétrico
O Departamento de Energia dos EUA calculou que um típico carro elétrico consegue rodar 70 km com 1 dólar de eletricidade (cerca de 1,4 centavo de dólar por km). Somente uma queda significativa no preço da gasolina faria com que os carros movidos a gasolina chegassem a esse baixo custo por quilômetro.
Outra vantagem das baterias recarregáveis é que elas se reciclam bem. Quase 100% das baterias podem ser recicladas, o que evita que as baterias velhas se transformem num problema de descarte de lixo.
Outra vantagem do carro elétrico é que não são necessárias as manutenções com os de um motor a combustão, por exemplo troca de óleo, filtros e etc.
2.1.6 - Desvantagens:
A grande desvantagem dos carros movidos a bateria, como mencionamos na última seção, é o tempo necessário para recarregar essas baterias. Com a tecnologia da bateria de íon-lítio, um carro elétrico totalmente recarregado consegue rodar uma distância comparável com a de um motor de combustão interna com o tanque cheio, mas ele ainda precisará ser conectado a um recarregador no fim desse tempo. Hoje, isso significa que um carro elétrico com bateria descarregada estará fora de serviço durante várias horas antes de estar totalmente recarregado. Naturalmente, essa é uma grande desvantagem. No futuro, tecnologias de recarga mais rápida poderão ser disponibilizadas, mas a curto prazo, os carros elétricos não serão os veículos ideais para viagens longas. Ainda assim, grande parte das atividades com o carro é feita relativamente perto de casa e por esse motivo, a bateria servirá tão bem quanto a gasolina. Uma possível solução para o problema de recarga pode ser as estações de troca de baterias; nelas, em vez de recarregar o seu carro elétrico, você poderá simplesmente trocar a sua bateria descarregada por uma nova totalmente carregada. Esse sistema permitiria que as baterias fossem recarregadas fora dos veículos e reduziria bastante a quantidade de tempo necessária para ter um carro elétrico pronto para rodar novamente depois que a bateria se descarregasse totalmente.
Outra desvantagem das baterias dos carros elétricos é o peso delas. Por terem de fazer mais do que as baterias comuns, as baterias dos carros elétricos devem estar conectadas em estruturas, ou pacotes de bateria, para fornecerem energia extra. Tais conjuntos de baterias são pesados. O pacote de bateria de íon-lítio de um Tesla Roadster (em inglês) pesa cerca de 450 kg. É muito peso para carregar, e ele pode reduzir muito a autonomia do carro. Porém, os desenvolvedores do Roadster compensaram esse peso da bateria com estruturas e painéis leves. O carro inteiro pesa 1.220 kg. Não é tão pesado se você considerar que mais de um terço desse peso é só da bateria.
Preço - Os carros elétricos na atualidade ainda têm um preço elevado quando comparados com os equivalentes de combustão interna, mesmo considerando os enormes benefícios fiscais atribuídos por alguns estados europeus. O incentivo aos veículos elétricos não contribui assim para a equidade social nos acessos aos meios de transporte.
Autonomia - A autonomia dos carros elétricos situa-se normalmente entre os 100 km e os 200 km, o que em certas situações é pouco, portanto a mesma está muito dependente do desenvolvimento químico em torno das tecnologias associadas às baterias.
Espaço - O carro elétrico não resolve uma das questões fundamentais da qualidade do espaço público em meios urbanos, pois o espaço por si ocupado é igual ao de um carro convencional. Só em Lisboa, entram 700 mil carros por dia[11], mesmo que todos fossem elétricos, a uma área de 12 m2 por lugar de estacionamento, teríamos uma área de cerca de 8,4 km2 só para estacionamento, praticamente a área da maior freguesia de Lisboa, os Olivais.
2.2 – Motores a hidrogênio.
Visto que a motivação para as pesquisas são motores que utilizem de fontes de energias renováveis e não poluentes nada melhor do que o motor a hidrogênio que existe em fornecimento ilimitado, sendo o décimo elemento mais abundante no planeta Terra.
Outra qualidade desse tipo de combustível é a de ser renovável, pois reagindo com o oxigênio, o subproduto dessa mistura é a água (H2O) que pode então ser hidrolisada (separando-se em seus elementos) para render mais hidrogênio. Por esta característica também é conhecido pelos seus desenvolvedores e pesquisados como fonte de energia limpa, pois a combustão do hidrogênio não produz nenhum tipo de poluente nocivo a saúde ou ao meio ambiente.
O hidrogênio é bem mais leve que os combustíveis compostos por hidrocarbonetos (formados por hidrogênio e carbono) e, por ser altamente inflamável produz uma quantia bem satisfatória de energia quando reage com o oxigênio, quando comparados aos combustíveis formados por hidrocarbonetos.
Porém o hidrogênio apresenta algumas dificuldades em relação ao seu uso como combustível. Por existir, em condições normais, na forma de gás, seu armazenamento torna-se difícil e geralmente pouco viável. Para se ter o hidrogêniona forma liquida deve-se resfriar o gás a temperaturas muito baixas, sendo um processo que demanda muita energia e difícil de manter em funcionamento, pois tanto a estrutura em que será armazenado como por onde ele passará teria que ser reformulado para evitar congelamento.
Para a obtenção de hidrogênio utilizava o gás natural, mas não é muito adequado para o conceito de motor sustentável, visto que o gás natural provem de recursos não renováveis e sua queima libera gases nocivos a atmosfera. 
Após pesquisas, foi descoberto um modo de se obter hidrogênio de forma limpa para a utilização em motores. O método descoberto é a eletrólise, um processo que usa água para se obter o hidrogênio. Apesar de ser promissor, esse processo mostrou-se ser caro e pouco viável, pois a energia obtida pelo hidrogênio após extração é baixa . 
Atualmente , a forma mais produtiva de se utilizar hidrogênio como fonte de energia é a célula a combustível, que converte energia química em energia elétrica que será usada para alimentar o motor elétrico que movimenta o veiculo.
2.2.1 – Motor de combustão interna dedicada a hidrogênio
Os motores de combustão interna puramente com funcionamento a combustível hidrogênio dedicados, ainda estão em fase de pesquisa e aprimoramento. Os modelos existentes ainda são apenas protótipos. E os protótipos que funcionam desta forma ainda tem baixa eficiência e são dependentes de alguns recursos fosseis poluentes para o seu pleno funcionamento. 
2.2.2 – Funcionamento do veiculo a hidrogênio
	Todo veiculo com fonte de alimentação a hidrogênio precisa de uma célula de combustível, ou seja, um aparelho que converte energia química em energia elétrica.
	
Figura 10 – Esquema do veículo A hidrogênio
A célula a combustível fornece tensão em CC (corrente contínua) para fazer a alimentação do motor elétrico.
Existem muitos tipos de células a combustível, cada qual com um processo químico responsável pelo seu funcionamento. Elas geralmente são classificadas pelo tipo de eletrólito(membrana trocadora de prótons) que usam. Neste caso, será visto que está sempre mais utilizada nas novas tecnologias de criação de veículos movidos a hidrogênio.
A célula a combustível com membrana para troca de prótons (PEMFC) é uma das tecnologias mais promissoras. Este é o tipo de célula a combustível que acabará energizando carros, ônibus e, talvez, até mesmo nossas casas. Esta célula faz uso de uma das mais simples reações da célula a combustível. Para entender melhor, vejamos a constituição de uma célula combustível:
O ânodo, pólo negativo da célula a combustível, desempenha vários papéis: ele leva os elétrons liberados das moléculas de hidrogênio para que sejam usados no circuito externo. Esse circuito possui canais que dispersam o gás hidrogênio igualmente sobre a superfície do catalisador.
Figura 11
 – partes de uma célula combustível.Enquanto isso o cátodo, pólo positivo da célula a combustível, tem outros canais distribuindo o oxigênio na superfície do catalisador. Ele também leva os elétrons ao retornarem do circuito externo do catalisador, que são então recombinados com os íons de hidrogênio e oxigênio para formar água.
O eletrólito é a membrana trocadora de prótons. Esse material especialmente tratado assemelha-se a um embrulho plastificado comum de cozinha e somente conduz íons positivamente carregados. A membrana bloqueia os elétrons.
O catalisador é um material especial que facilita a reação entre o oxigênio e o hidrogênio. Geralmente é feito de pó de platina finamente coado através de papel de carbono poroso ou tecido. O catalisador é grosseiro e poroso, tornando possível que a máxima área superficial da platina seja exposta ao hidrogênio e ao oxigênio. A face revestida de platina do catalisador fica em frente da PEM. 
O gás hidrogênio pressurizado (H2) entrando na célula a combustível do lado do ânodo. Esse gás é pressionado através do catalisador. A molécula de H2 quando entra em contato com a platina no catalisador divide-se em 2 íons de H+ e em 2 elétrons. Os elétrons são levados através do ânodo, percorrem seu caminho através do circuito externo (fazendo trabalho útil, como o de manter as baterias carregadas) e voltam para o lado do cátodo na célula combustível.
Enquanto isso, no lado do cátodo da célula a combustível, o gás oxigênio (O2) está sendo forçado através do catalisador e acaba formando dois átomos de oxigênio. Cada um desses átomos tem uma forte carga negativa. Essa carga negativa atrai dois íons de H + através da membrana, que combinam com um átomo de oxigênio e com dois dos elétrons do circuito externo para então formar uma molécula de água (H2O).
Essa energia eletrica gerada necessita de ser armazenada em baterias que possa ser distribuida uniformemente para o motor eletrico do veiculo e este processo (Bateria – motor eletrico) por um transformador. Este transformador que capta a energia da bateria de forma constante e estavel, e a distribui para o motor de forma correta e uniforme.
A partir dai o processo é o mesmo conhecido nos veiculos convencionais. O motor eletrico transmite o torque para os eixos que por sua vez transmite o torque para as rodas do veiculo.
2.2.3 – Armazenamento do combustivel hidrogênio:
Como a célula a combustível é energizada com oxigênio puro, potencialmente, ela poderia ter uma eficiência de 80%. Isto é, poderia converter 80% da energia contida no hidrogênio em energia elétrica. Entretanto não é fácil estocar hidrogênio no automóvel.
Se o primeiro desafio da tecnologia do hidrogênio é a sua produção, o segundo é como armazená-lo; um dos principais obstáculos para o estabelecimento da infra-estrutura para a tecnologia do hidrogênio. Além da questão de segurança, a capacidade de armazenamento é importante, pois define a autonomia dos veículos. O mesmo se aplica para as aplicações portáteis, estacionárias e espaciais.
 	O hidrogênio tem a menor densidade no estado gasoso e o segundo ponto de ebulição de todas as substâncias conhecidas, fazendo com que se tenham dificuldades para armazená-lo no estado gasoso ou líquido. Quando em forma de gás, necessita de um sistema de armazenamento de grande volume e pressão, e quando no estado líquido, precisa que o seu armazenamento utilize sistemas criogênicos, ou seja, em baixíssima temperatura (-253°C).
Figura 12 - Mercedes-Benz Classe A Europeu (recorte para mostrar Célula a combustível e o tanque)A baixa densidade do hidrogênio seja no estado líquido ou gasoso, também resulta numa baixa densidade de energia. Por isso, certo volume de hidrogênio contém menos energia que o mesmo volume de qualquer combustível em condições normais de temperatura e pressão. Isto faz com que o volume ou a pressão do tanque aumente, pois certa quantidade de hidrogênio é necessária para que um veículo atinja uma boa autonomia. A vantagem de se utilizar numa célula a combustível é a alta eficiência desta tecnologia com relação aos motores à combustão interna, precisando de menos combustível para atingir o mesmo resultado.  
 	Apesar de sua baixa densidade de energia volumétrica, o hidrogênio tem a maior relação energia-peso que qualquer outro combustível. Infelizmente, esta vantagem é usualmente ofuscada pelo alto peso do tanque de armazenamento e equipamentos associados, fazendo com que muitas vezes seja maior e mais pesado que aqueles utilizados para armazenar gasolina, diesel ou álcool. Mas já há projetos que utilizam materiais de carbono ultra-resistentes e mais leves para estes propósitos.
 	Para aplicações práticas, o hidrogênio pode ser armazenado em alta pressão, no estado líquido em contêineres criogênicos, ou quimicamente ligados a certos metais (hidretos metálicos). O volume e o peso dos sistemas estão cada vez mais próximos quando comparados ao armazenamento de gasolina, metanol, etanol, gás natural e baterias convencionais, cada um contendo a mesma quantidade de energia.
 	Existem atualmente cinco meios principais de se armazenar o hidrogênio. Uma das mais pesquisadas no Brasil é através de hidretos metálicos, ondeo hidrogênio é absorvido por metais. Esta tecnologia vem sendo pesquisada pelo Laboratório de Hidrogênio do COPPE/UFRJ. O instituto de pesquisa do hidrogênio é uma referência da tecnologia do hidrogênio no Brasil e no mundo, e vem pesquisando o armazenamento do combustível em hidretos metálicos com apoio da Renault, CNPq e FAPERJ.
 	Além do armazenamento em materiais sólidos, há pesquisas para compressão de hidrogênio em cilindros que suportem altíssimas pressões. O objetivo das montadoras de automóveis é atingir pressões internas de até 10.000 psi, pelo menos. Algumas já conseguiram, mas o nível de segurança deve ser altamente confiável. Por isso, a maioria dos protótipos são de 5.000 psi.
 	As cinco principais formas de se armazenar hidrogênio são:	
		
Reservatórios de Gás Hidrogênio Comprimido;
Reservatórios para Hidrogênio Líquido;
Hidretos Metálicos;
Adsorção de Carbono;
Microesferas.
 	Vejamos abaixo as principais características das opções de armazenamento de hidrogênio.
2.2.3.1 - Reservatório de Gás Hidrogênio Comprimido:
 	Sistemas de armazenamento de gás em alta pressão são os mais comuns e desenvolvidos para armazenamento de hidrogênio. A maioria dos veículos movidos por células a combustível utilizam esta forma de armazenamento feito em cilindros, de forma similar aos utilizados com gás natural comprimido.
 	Nas seções cilíndricas, o formato parece com domos hemisféricos, embora novos formatos estejam em desenvolvimento, com múltiplos cilindros e outros formatos buscando aproveitar espaços disponíveis nos automóveis, aumentando a quantidade de hidrogênio armazenado, seja por aumento de volume, ou por maior compressão.
Figura 13 - Cilindros de armazenamento de hidrogênio liquido 	Buscando minimizar o volume e ao mesmo tempo maximizar a quantidade de hidrogênio armazenado, os fabricantes de cilindros estão tentando atingir as maiores pressões possíveis. Cilindros de alta pressão normalmente armazenam hidrogênio com pressão de 3.600 psi (250 bar) embora novos desenhos já tenham conseguido certificação para operar com 5000 psi (350 bar). O estado da arte da tecnologia atualmente em desenvolvimento já superou o teste padrão de explosão para 23.500 psi (1620 bar) utilizando umcilindro de 10.000 psi (700bar).
 	Os cilindros devem ser feitos com placas finas, utilizando materiais altamente resistentes e de excelente durabilidade. Estão classificados basicamente em 4 tipos de acordo com o material utilizado:
Tipo 1: Podem ser feitos totalmente de alumínio ou aço;
Tipo 2: Camada fina de alumínio ou aço envolto por outro composto – geralmente fibras de carbono - em forma de circunferência;
Tipo 3: Fina camada de aço ou alumínio envolto totalmente por outros compostos como fibras de carbono;
Tipo 4: Uma camada de plástico resistente envolto por outro composto também resistente.
 	Em geral, quanto menos metal for usado, mais leve será o cilindro. Por esta razão, os cilindros com fina camada de aço ou alumínio e com alta resistência, tal como o Tipo 3, são mais usados para aplicações com hidrogênio. Os cilindros do Tipo 4 ganharão mais espaço no futuro.
 	Os cilindros do Tipo 3 utilizam finas camadas de aço ou alumínio intercaladas e envoltas por fibras de carbono, utilizando resinas como o epóxi para colá-las.
 	A combinação de fibras e resina para envolver as camadas metálicas possibilita uma alta resistência, e diferentemente dos metais, são menos corrosivos, embora possam sofrer danificações devido a impactos, cortes, abrasão, etc.
 	Um detalhe importante é com relação à temperatura em ambientes quentes, ou devido ao resultado de compressão durante o abastecimento do cilindro, o que faz com que a pressão aumente em 10% ou mais. Qualquer gás armazenado nestas pressões é extremamente perigoso e capaz de liberar um fluxo de gás com força explosiva ou capaz de impulsionar um pequeno objeto na velocidade de uma bala.
 	Apesar do perigo em potencial, os cilindros de alta pressão têm uma estatística de segurança excelente.
 	Durante a fabricação, cada cilindro passa por testes de hidrostática e vazamentos, e uma determinada quantidade de cilindros de cada lote são selecionados aleatoriamente para testes cíclicos e de explosão. Os cilindros carregam informações como a marca do fabricante, o padrão de construção, número serial, pressão para uso, máxima pressão de abastecimento, e tempo de validade. Os cilindros têm uma vida útil de aproximadamente 15 anos ou 11.250 abastecimentos. Mas deve-se sempre fazer inspeções e testes de vazamentos como parte de uma rotina de manutenção.
 	Um veículo com cilindro de hidrogênio utiliza uma série de cilindros montados num compartimento em comum. Na pressão de 3600 psi (250 bar), o sistema de armazenamento pesa aproximadamente quatro vezes mais que o do sistema de armazenamento de hidrogênio líquido e também ocupa um espaço quatro vezes maior. Quando comparado com gasolina, o sistema de armazenamento do gás é cerca de 15 vezes maior em volume e 23 vezes mais pesado. Esses são valores médios e atuais. Em breve, estas desvantagens serão minimizadas.
 	A compressão de gás é um processo de uso intensivo de energia. Quanto maior a pressão final, maior a quantidade de energia que é requerida. Entretanto, a energia incrementada cada vez que se aumenta a pressão final diminui. Assim, o início da compressão é a parte do processo que mais faz uso de energia.
2.2.3.2 - Reservatório de Hidrogênio Líquido
 	Sistemas de armazenamento de hidrogênio líquido resolvem vários problemas como peso e tamanho que estão associados aos sistemas de compressão em alta pressão.
 	Para atingir o estado líquido o hidrogênio deve estar abaixo do seu ponto de ebulição (-253 °C) na pressão ambiente num tanque muito bem isolado, geralmente com vácuo entre duas camadas, muito parecido com uma garrafa térmica. Os tanques de armazenamento não precisam ser altamente reforçados como acontece com os cilindros de alta pressão, mas precisam ser adequadamente robustos para aplicações automotivas.
Figura 14 – Reservatório esférco de hidrogênio líquido 	O hidrogênio não pode ser armazenado no estado líquido indefinidamente. Todos os tanques, mesmo aqueles com excelente isolamento, permitem a troca de calor com os ambientes externos. A taxa de transferência de calor depende do desenho e tamanho do tanque - neste caso, quanto maior o tanque, melhor. O calor faz com que parte do hidrogênio evapore e a pressão no tanque diminua. Para diminuir a perda por evaporação, a maioria dos tanques utilizam o desenho esférico pois oferecem a menor área para um determinado volume, tendo assim uma menor área de transferência.
 	Os tanques têm uma pressão máxima de operação de 72 psi (5 bar). Se o hidrogênio não for consumido mais rapidamente que sua evaporação, a pressão cresce até um ponto em que o hidrogênio descarrega através de uma válvula de alívio. O hidrogênio descarregado não só é uma perda direta deste combustível, como pode ser inflamável se o carro estiver estacionado em locais fechados. Para que este fluxo de perda seja controlado para não ocorrer uma possível acumulação em potencial, os veículos apresentam válvulas de alívio que liberam o gás numa taxa de 1 a 2% por dia.
 	Quando utilizado em motores à combustão, o hidrogênio líquido pode ser injetado diretamente nos cilindros. Quando utilizado em carros movidos por células a combustível, o hidrogênio gasoso atinge uma pressão suficiente para que ocorra as reações químicas nos eletrodos e catalisadores.
 	Embora o armazenamento de hidrogênio líquido elimine o perigo associado às altas pressões, eles introduzem perigos associados à baixa temperatura. O carbono tem problemas de exposição em temperaturas menores que -30 °C, tornando-o quebradiço e susceptível a fratura. Além disso, o ar pode se liquefazer no lado de fora ou dentro da área de isolamento resultando numa concentração de oxigênio que pode causar uma faísca ou explosão se entrar em contato com materiais combustíveis.
 	O hidrogênio líquido é mais denso que no estado gasoso masmesmo assim é mais volumoso que a gasolina considerando-se uma quantidade de energia equivalente. Comparando-se com os tanques de gasolina, os sistemas de armazenamento de hidrogênio são de 4 a 10 vezes maiores e pesados para uma quantidade equivalente de energia.
 	2.2.3.3. - Hidretos Metálicos
 	Os sistemas de armazenamento de hidrogênio através de hidretos metálicos são baseados no principio de que alguns metais absorvem o hidrogênio gasoso sob condições de alta pressão e temperatura moderada para formar os hidretos metálicos.
 	Esses metais liberam o gás hidrogênio quando aquecidos em baixa pressão e em alta temperatura. Resumindo, os metais absorvem e liberam o hidrogênio como uma esponja.
Figura 15 - Hidretos Metálicos
 A vantagem do armazenamento utilizando hidretos metálicos está pelo fato de que o hidrogênio passa a fazer parte da estrutura química do metal e assim não precisa de altíssimas pressões ou estar no estado criogênico (baixíssima temperatura) para operar. Como o hidrogênio é liberado do hidreto para uso em baixas pressões os hidretos metálicos são a opção mais segura dentre todos os outros métodos para se armazenar o hidrogênio.
 	Há muitos tipos de hidretos metálicos, mas basicamente eles são metais como o magnésio, níquel, aço e titânio. No geral, estão divididos de acordo com a capacidade de liberar hidrogênio em baixa ou alta temperatura.
 	Os hidretos de alta temperatura são menos caros e podem absorver mais hidrogênio que os hidretos de baixa temperatura, mas requerem quantidades significativas de calor para liberar o hidrogênio. Os hidretos de baixa temperatura podem conseguir calor suficiente através do motor, mas os hidretos de alta temperatura precisam de uma fonte externa de calor.
 	Muitas vezes os hidretos de baixa temperatura podem ter problemas de liberar o hidrogênio na temperatura ambiente. Para resolver este problema, os hidretos de baixa temperatura precisam ser pressurizados, aumentando a complexidade do processo.
 	A maior desvantagem dos hidretos metálicos não é tanto a temperatura e pressão necessárias para liberar o hidrogênio, mas a sua baixa densidade de energia. Mesmo os melhores hidretos metálicos contém somente 8% de hidrogênio em relação ao peso e assim se tornam muito pesados e caros. Estes sistemas de armazenamento podem ser até 30 vezes mais pesados e 10 vezes maiores que um tanque de gasolina considerando-se a mesma quantidade de energia.
 	Outra desvantagem do armazenamento através de hidreto metálico é que devem ser carregados somente com hidrogênio puro, pois podem ser contaminados e perderem a capacidade de armazenamento caso impurezas sejam inseridas. O oxigênio e a água são os principais problemas, pois quimicamente eles adsorvem na superfície do metal retirando potenciais ligações para o hidrogênio. A perda de capacidade de armazenamento devido a contaminantes pode ser resolvida com inserção de calor.
 	Outro problema associado aos hidretos de metal está relacionado à sua estrutura. Eles são geralmente produzidos na forma granular ou em pó possibilitando assim uma grande área para armazenar o gás. As partículas são suscetíveis ao atrito, o que pode diminuir a eficiência.
 	Até o momento nenhum hidreto metálico atingiu uma excelente performance considerando-se alta capacidade de absorção, alta densidade, necessidade de pouco calor e ter baixo custo. Em alguns casos, uma mistura de hidretos de baixa e alta temperatura pode ser usada para manter algumas vantagens inerentes a cada tipo ao mesmo tempo em que pode introduzir desvantagens.
 	2.2.3.4 - Hidretos Alcalinos
 	É uma variação recente de hidretos que oferece algumas vantagens sobre os métodos anteriores e utiliza compostos como o sódio, potássio e o lítio. Estes compostos reagem com água para liberar o hidrogênio sem necessidade de calor. O processo mais desenvolvido comercialmente envolve o uso de hidróxido de potássio (NaOH), disponível facilmente como refugo de indústrias de papel, pintura, têxteis, plástico e petroquímicas. O hidróxido de sódio é convertido em hidreto de sódio (NaH) retirando-se o oxigênio pela adição de um pouco de calor.
 	As vantagens deste processo é que não precisa de altas pressões nem operar em temperaturas criogênicas, não necessita da adição de calor para liberar o hidrogênio além de ser relativamente fácil de manusear.
 	Assim como os outros sistemas, os hidretos de sódio são pesados e tem uma densidade de energia que pode ser comparada a obtida pelos hidretos metálicos de alta temperatura. As desvantagens são complicações mecânicas durante o processo relacionados ao corte em pequenas bolas com controle de desenho.
 	2.2.3.5 - Outros Métodos
 	Outras formas de armazenar o hidrogênio também vêm sendo pesquisadas, e não estão disponíveis comercialmente. Entre elas estão técnicas de micro-esferas e adsorção de carbono.
 	2.2.3.6 - Adsorção de Carbono
 	A adsorção de carbono é uma técnica similar à aplicada aos hidretos metálicos onde o hidrogênio salta quimicamente para a superfície dos grânulos de carbono porosos. O carbono é adsorvido na temperatura de -185°C a -85°C e na pressão de 300 a 700 psi (21 a 48 bar). A quantidade de carbono adsorvido aumenta em baixas temperaturas. O calor em excesso de aproximadamente 150°C libera o hidrogênio.
Recentemente, foram realizados experimentos com nanotubos de carbono como meio de armazenamento de hidrogênio. Esses nanotubos mostraram alta capacidade em armazenar o hidrogênio na forma atômica. Pensando na aplicação dos nanotubos nas formas de armazenamento de hidrogênio,o que pode ser resolvido é o problema de espaço para o armazenamento, visto queos nanotubos aplicados em cilindros aumenta a capacidade de armazenamento. 
 	2.2.3.7 - Microesferas
 	Os sistemas de armazenamento de microesferas utilizam pequenas esferas de vidro no qual o hidrogênio é forçado a entrar sob alta pressão. Uma vez armazenado, as esferas podem ser mantidas na temperatura ambiente sem perda de hidrogênio.
 	Dependendo da temperatura, o vidro é impermeável ao hidrogênio que está dentro da esfera (baixa temperatura) ou permeável (alta temperatura) para que seja liberado.
 	A adição de uma pequena quantidade de calor é suficiente para liberar o hidrogênio. Para aumentar a taxa de hidrogênio liberado, experimentos de choque entre as esferas estão sendo feitos.
2.2.4 - Vantagens
A principal caracteristica que motiva a produção em massa de um motor a hidrogenio é a questao do meio ambiente, pois o subproduto da queima do hidrogenio é apenas água (H2O). Sendo a água o subproduto da combustão, os motores a hidrogenio não geram poluentes para a atmosfera, como gases liberados por motores a combustão interna.
Outras caracteristicas que incentivam o motor a hidrogenio é que o hidrigenio é abundante e ilimitado em sua forma primaria, sendo assim uma fonte renovavel de combustivel. Essa caracteristica de possuir um combustivel ilimitado é uma vatangem importante nesse tipo de motor, visto que o principal objetivo de se produzir um motor alternativo é a não dependencia de combustiveis provenientes de fontes finitas. 
	
Pensando em desempenho, os motores a hidrogenio levam vantagem comparados com motores a combustão interna. Visto que possui menor densidade e maior inflamabilidade, a combustão do hidrogenio fornece mais energia para o motor.
 	
 	2.2.5 - Desvantagens
	Embora seja um motor promissor para o futuro e a sustentabilidade, os motores a hidrogenio ainda tem muitas barreiras a serem superadas. A atual obtenção do hidrogenio é derivada do gás natural, recurso fóssil que gera poluentes atmosfericos e é uma fonte não renovavel e não sustental do hidrogenio. Pois no processo para obtenção do hidrogenio a partir do gás natural, ocorre a liberação de gases nocivos na atmosfera. Sendo assim não viavel para motores com propósito da sustentabilidade.
	Uma das saidas sobre o problema da obtenção do hidrogenio,conforme citado anteriormente é a eletrolise da água (H2O), processo desenvolvido com a finalidade de extrairo elemento hidrogenio diretamente de água. Contudo, o processo de eletrolise da água mostrou ser uma saida relativamente cara, sendo inviavel para o desenvolvimento dos motores a hidrogenio. 
	Além dos problemas anteriores, o gás hidrogênio é de dificil armazenamento. Seu estado gasoso necessita de muito volume mesmo sob alta pressão, e seu estado líquido precisa de sistemas caros de criôgenia, tais caracteristicas que seriam necessarias para a segurança no armazenamento de hidrogênio liquido ou gasoso.
	A questão do petroleo é muito importante no desenvolvimento da tecnologia dos motores a hidrogênio, pois os derivados do petróleo dominam os motores utilizados atualmente, portanto a baixa do preço do petróleo desestimula o investimento em estudos a respeito desta tecnologia. Somente com o encarecimento do preço do petróleo as tecnologias mostram-se viáveis e necessárias para o futuro.
2.3 - Veículo híbrido
Nos dias de hoje, o veiculo hibrido é a solução que nos parece mais próxima da realidade para a redução de consumo de combustíveis fosseis e emissão de poluentes. Mescla de motor elétrico e motor convencional á gasolina, o veículo demanda de alta tecnologia, o que não deixa o preço muito atraente.
Energia térmica x energia elétrica
O automóvel híbrido a gasolina e eletricidade é exatamente, uma união entre a energia térmica do motor a combustão e a energia elétrica do motor a eletricidade. Mas para ser útil no dia a dia, o carro hibrido deve atender a algumas exigências mínimas como:
ser reabastecido com rapidez e facilidade
manter velocidade semelhante à de outros veículos na estrada
Um carro á gasolina atende a essas exigências, mas produz um volume relativamente grande de poluição e, em geral, faz poucos quilômetros por litro. Um carro elétrico, porém, quase não polui, mas faz apenas cerca de 80 a 160 km entre recargas. Além disso, o problema é que a recarga do carro elétrico é muito lenta e inconveniente.
Um carro híbrido combina essas duas possibilidades em um só sistema que alavanca o poder da gasolina e da eletricidade.
Estrutura híbrida gasolina-elétrica
Carros híbridos a gasolina e eletricidade contêm as seguintes peças:
Motor a gasolina - o carro híbrido tem um motor a gasolina bastante semelhante àquele que encontramos na maioria dos carros. Entretanto, o motor de um híbrido é menor e usa tecnologias avançadas para reduzir a emissão de poluentes e aumentar sua eficiência.
Tanque de combustível - o tanque de combustível em um híbrido é o dispositivo de armazenamento de energia para o motor a gasolina. A gasolina tem uma densidade de energia muito superior à das baterias. Por exemplo, precisamos de 450 gramas de baterias para armazenar a mesma energia gerada por 3,79 litros ou 3 quilogramas de gasolina.
Motor elétrico - o motor elétrico em um carro híbrido é muito sofisticado. A tecnologia eletrônica avançada permite sua atuação tanto como um motor quanto como um gerador. Por exemplo, se for preciso, esta espécie de automóvel pode extrair energia das baterias para acelerar. Entretanto, agindo como gerador, ele pode frear o veículo e devolver energia para as baterias.
Gerador - o gerador é similar a um motor elétrico, mas age apenas para a produção de energia elétrica. Ele é usado principalmente em híbridos em série.
Baterias - as baterias de um carro híbrido são o dispositivo de armazenamento de energia para o motor elétrico. Diferentemente da gasolina no tanque de combustível, que pode acionar apenas o motor a gasolina, o motor elétrico em um carro híbrido pode fornecer energia para as baterias e ainda retirar energia delas.
Transmissão - A transmissão em um carro híbrido executa a mesma função básica que a transmissão em um carro convencional. Alguns híbridos, como o Honda Insight, têm transmissões convencionais. Outros, como o Toyota Prius, têm transmissão radicalmente diferente.
	
É possível combinar as duas fontes de energia encontradas em um carro híbrido de diferentes maneiras. Uma delas, conhecida como híbrido em paralelo, tem um tanque de combustível que fornece gasolina para o motor e um conjunto de baterias que fornece energia para o motor elétrico. Tanto o motor a gasolina quanto o motor elétrico podem ativar a transmissão ao mesmo tempo e a transmissão então movimenta as rodas.
Em comparação, em um híbrido em série, o motor a gasolina ativa um gerador que pode carregar as baterias ou alimentar o motor elétrico que impulsiona a transmissão. Portanto, o motor a gasolina nunca movimenta diretamente o veículo.
A estrutura de um carro híbrido tira vantagem de duas fontes de energia para aumentar a eficiência e oferece o tipo de desempenho que a maior parte das pessoas busca em um veículo.
2.3.1 - Desempenho do carro híbrido
O fundamental em um carro híbrido é que o motor a gasolina pode ser muito menor que aquele de um automóvel convencional e, portanto, é mais eficiente. A maior parte dos automóveis precisa de um motor relativamente grande para produzir potência suficiente para a rápida aceleração do veículo. Em um motor pequeno, contudo, a eficiência pode ser melhorada pelo uso de peças menores e mais leves, pela redução do número de cilindros e pela operação do motor mais próximo à sua carga máxima.
Seguem abaixo algumas razões que explicam a eficiência dos motores menores em relação aos maiores:
O motor maior é mais pesado, de modo que o veículo usa energia adicional sempre que acelera ou precisa enfrentar um aclive.
Os pistões e outros componentes internos são mais pesados, exigindo mais energia sempre que deslocam-se no cilindro.
O deslocamento dos cilindros é maior, de modo que mais combustível é exigido por cada cilindro.
Motores maiores, em geral, têm mais cilindros e cada um deles usa combustível sempre que o motor é ativado, mesmo se o carro não está em movimento.
Isto explica porque dois carros do mesmo modelo, mas com motores diferentes, podem ter diferente consumo de combustível. Se os dois carros deslocam-se em uma autoestrada à mesma velocidade, aquele que possui motor menor usa menos energia. Os dois motores precisam produzir o mesmo nível de potência para impulsionarem o carro, mas o motor menor usa menos energia. Mas como este motor menor pode fornecer a potência que seu carro precisa para equiparar-se aos carros mais potentes na estrada?
Vamos comparar um carro como o Chevy Camaro, com seu grande motor V8, com nosso carro híbrido que possui um motor a gasolina menor e um motor elétrico. O motor no Camaro tem potência suficiente para lidar com qualquer situação. O motor de um carro híbrido é suficientemente potente para mover o carro em uma autoestrada, mas precisa de ajuda quando é preciso andar mais rápido ou enfrentar um aclive acentuado. Esta "ajuda" vem do motor elétrico e da bateria - este sistema entra em ação para fornecer a potência adicional necessária.
O tamanho do motor a gasolina em um carro convencional é dimensionado para a exigência de potência máxima (aquelas poucas vezes em que você pisa fundo no acelerador). Na verdade, a maior parte dos motoristas usa a potência máxima de seus motores em menos de 1% do tempo. O carro híbrido usa um motor muito menor, projetado para chegar mais perto da potência média necessária do que da potência máxima.
Além do motor menor e mais eficiente, os híbridos atuais usam muitos outros recursos para reduzir o consumo de combustível. Alguns podem ser aplicados em qualquer tipo de carro e outros se aplicam apenas a um híbrido. Para poder aproveitar ao máximo cada gota de gasolina, um carro híbrido pode:
Recuperar energia e armazená-la na bateria - sempre que pisa no pedal do freio de seu carro, você tira energia do veículo. Quanto maior a velocidade do carro, mais energia cinética ele possui. Os freios de um automóvel removem esta energia e a dissipam na forma de calor. Um carro híbrido pode capturar parte desta energia e armazená-la na bateria, para uso posterior. Isto é feito pelo uso da "frenagem regenerativa". Isto é, em vez de usar os freios para parar o carro, o motor elétrico que movimenta o híbridotambém pode reduzir sua velocidade. Assim, o motor elétrico age como um gerador e carrega as baterias enquanto a velocidade do carro é reduzida.
Desligar o motor, ocasionalmente - um carro híbrido não precisa usar o motor a gasolina o tempo inteiro, porque possui uma fonte alternativa de energia - o motor elétrico e as baterias. Portanto, o carro híbrido pode desligar o motor a gasolina ocasionalmente, por exemplo, quando o veículo está parado em um semáforo.
	
Usar aerodinâmica avançada para reduzir o arrasto - Quando você dirige em uma autoestrada, a maior parte do trabalho do motor é para deslocar seu carro contra o ar. Esta força é conhecida como arrasto aerodinâmico. Este arrasto pode ser reduzido de várias maneiras. Um jeito fácil é reduzindo a área frontal do veículo. Pense em um utilitário, que precisa movimentar-se contra o ar com uma área frontal muito maior que a de um automóvel esportivo pequeno. A redução de saliências em torno de objetos que se projetam na lataria do carro ou sua completa eliminação também pode ser útil para a melhora da aerodinâmica. As saias nas aberturas das rodas melhoram o fluxo de ar e reduzem o arrasto. Às vezes, os espelhos são substituídos por pequenas câmeras.
Usar pneus de baixa resistência à rolagem - Os pneus da maioria dos carros são otimizados para uma rolagem suave, mínimo ruído e oferta de boa tração em uma variedade de condições climáticas. Contudo, eles raramente são otimizados para a eficiência. Na verdade, os pneus causam um arrasto surpreendente, enquanto dirigimos. Os carros híbridos usam pneus mais duros e inflados com pressão maior que os pneus convencionais. Isto resulta em cerca de metade do arrasto dos pneus comuns.
Usar materiais leves - Reduzir o peso geral de um carro é um modo fácil de aumentar seu rendimento em termos de combustível. Um veículo mais leve usa menos energia sempre que aceleramos ou subimos aclives. Materiais compostos, como fibra de carbono ou metais leves como alumínio e magnésio podem ser usados para a redução do peso.
Tanto o Honda Insight quanto o Toyota Prius têm um motor a gasolina, um motor elétrico e baterias, mas a semelhança termina aí.
O Honda Insight, lançado no começo de 2000 nos Estados Unidos, visa a maior quilometragem possível por litro de combustível. A Honda usou cada truque disponível para dar ao carro o menor consumo. O Insight é um veículo pequeno de dois lugares com um motor a gasolina bem pequeno e de alta eficiência. O Insight possui a melhor classificação em termos de consumo de combustível entre todos os carros híbridos do mercado, segundo a EPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos).
O Toyota Prius, lançado no Japão no fim de 1997, foi projetado para reduzir emissões em áreas urbanas. Ele atende aos critérios de veículo de super ultra baixas emissões (SULEV) da Califórnia. O automóvel é um sedan de quatro portas e cinco lugares e o trem de força tem capacidade para acelerar o veículo a velocidades de até 24 km/h apenas com a energia elétrica. Isto contribui para uma quilometragem maior por litro de combustível na cidade, em vez de na estrada. O Prius foi eleito o Carro do Ano nos Estados Unidos, em 2004.
2.3.2.1 – Tipos de híbridos e como funcionam
2.3.2.2 - Sistema híbrido em paralelo
No caso do sistema híbrido em paralelo, a transmissão do motor de combustão e a transmissão elétrica são ligadas em paralelo. Podem ser utilizadas em separado ou em conjunto. O sistema híbrido em paralelo pode funcionar apenas com um motor elétrico, o que representa uma economia de custos. Além disso, o motor elétrico pode ser instalado na caixa de transmissão, de uma forma economizadora de espaço. Isto tem a vantagem de poderem ser utilizadas as transmissões disponíveis, com as suas vantagens no que se refere à dinâmica de condução. O sistema híbrido em paralelo também pode ser concebido como micro sistema híbrido, sistema híbrido intermédio ou sistema híbrido completo e é adequado para a aplicação tanto em automóveis de passageiros como em veículos comerciais.
Figura 16: Hibrido paralelo
2.3.2.3 - Sistema híbrido em série
No veículo híbrido em série, o motor á combustão não tem qualquer ligação com as rodas do veículo. Em ligação com um gerador, o único objetivo do motor a combustão é gerar potência. A potência propulsora é transmitida aos eixos de transmissão ou diretamente as rodas por um motor elétrico. Isto significa que o motor a combustão sempre funciona no ponto ideal, mesmo quando são necessárias potência elevadas para arranque e aceleração.
2.3.2.4 - Veículos Híbridos Hidráulicos
Como vimos anteriormente, veículos híbridos têm a característica de unirem tecnologias de motores que auxiliam um ao outro para que haja menos consumo de combustível e menor emissão de poluentes atmosféricos. Além dos híbridos que possuem motores elétricos, há outro tipo de híbridos que não são conhecidos e passam despercebidos, esses híbridos são os Híbridos Hidráulicos.
A tecnologia do Híbrido Hidráulico é usada geralmente em veículos de grande porte e que transportam cargas pesadas como caminhões, ônibus e outros. É difícil encontrar veículos leves usando essa tecnologia porque requer muito espaço no chassi para poder acoplar todos os componentes necessários, além de que o esforço feito por um veículo leve não é alto o suficiente para que seja útil o uso dessa tecnologia.
O funcionamento dos híbridos hidráulicos é bem simples. Usam-se bombas, acumuladores e reservatórios de fluidos. O reservatório de fluido distribui e armazena todo o fluido para o sistema, com o acionamento da bomba pelo motor em funcionamento esse fluido é enviado para o acumulador em alta pressão. Quando o veículo parte do repouso é o período em que ele requer do motor mais força para iniciar sua aceleração, entra ai a pressão gerada pelo acumulador, que auxilia nessa força para que o motor não trabalhe sozinho e envia o fluido em alta pressão para o reservatório passando por componentes da tração do veículo. Os componentes utilizados podem ser ajustados em duas formas: paralelo ou em série.
Em paralelo, o fluido em alta pressão passa pela transmissão e eixo do motor, liberando energia para o torque necessário para a aceleração do veículo. A desvantagem do sistema em paralelo é que parte da energia é perdida, pois passa por vários componentes antes de chegar às rodas do veículo.
No sistema em série usam o mesmo processo que o paralelo, mas não usam a transmissão e o eixo motor convencionais, e transmitem a energia da pressão do fluido diretamente para as rodas. Sendo assim menor a perda de energia durando o processo. Outra vantagem do sistema em série é que pode ser desligado o motor do veículo, pois o sistema hidráulico esta ligado diretamente as rodas e não ao motor, sendo independente no momento da partida do repouso. Com mais eficiência e a capacidade de desligar o motor a gasolina, estima-se que os híbridos hidráulicos em série aumentam a economia de combustível de 60% a 70% e diminuem as emissões na mesma proporção.
Figura 18: Hibrido Hidráulico
3.0 – Conclusão
Após a pesquisa, conclui-se que a solução para a não emissão de poluentes e a não dependência de combustíveis fósseis para funcionamento dos motores automotivos é possível.
A tecnologia para isto já existe de muitas formas e maneiras, o que falta para que ela alavanque é incentivo para evolução ininterrupta da mesma e redução do preço dos veículos “verdes” para que, no momento da compra, seja viável que o consumidor opte por ele e não por um motor convencional.
4.0 – Referencias Bibliográficas
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http://carros.hsw.uol.com.br/bmw-h2r1.htm: acessado em 17/04/13
http://ambientes.ambientebrasil.com.br/energia/celula_combustivel/armazenamento_de_hidrogenio.html acessado em 17/04/13
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/15912/000693660.pdf?...1 acessado em 17/04/13
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http://www.wikienergia.pt/~edp/index.php?title=Novos_avan%C3%A7os_em_motores_de_combust%C3%A3o_de_hidrog%C3%A9nioacessado em 17/04/13
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http://pt.wikipedia.org/wiki/Ve%C3%ADculo_el%C3%A9trico acessado em 19/04/13
http://www2.itaipu.gov.br/ve/ acessado em 19/04/13
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