Post on 17-Apr-2015
• Adaptação : Prof. Fernando CamposAdaptação : Prof. Fernando Campos Educação Tecnológica
Tiago Lopes FariasTiago Lopes FariasInstituto Superior TécnicoInstituto Superior Técnico
PORTUGALPORTUGAL
Hidrogénio e Pilhas de Combustível nos Transportes Rodoviários
• Adaptação : Prof. Fernando CamposAdaptação : Prof. Fernando Campos
OS TRANSPORTES RODOVIÁRIOS E O AMBIENTE
- 1990…2003: aumento + 30%- Soluções apenas tecnológicas?
Emissões de Poluentes (CO, HC, NOx e Partículas)Emissões de Poluentes (CO, HC, NOx e Partículas)
-Normas Euro cada vez mais exigentesNormas Euro cada vez mais exigentes
-Tecnologia tem de responder a esse desafioTecnologia tem de responder a esse desafio
Protocolo de Quioto:Protocolo de Quioto:- Acordo global: 2008 – 2012 redução de 5% GEE (face a 1990)Acordo global: 2008 – 2012 redução de 5% GEE (face a 1990)- Portugal: permitido aumento de 27% GEEPortugal: permitido aumento de 27% GEE
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Solução não tecnológica: utilizar menos o automóvel
OS TRANSPORTES RODOVIÁRIOS E O AMBIENTE
921 38 232 15 323 7 906
1 209 53 110 16 299 6 991
2 089 116 410 15 102 8 436
0 50 000 100 000 150 000
10^6 pkm
1990
1995
2010
2 Rodas Ligeiros PassageirosAutocarros Ferrovia
FONTE: DGTT
Passag. x kms (modos rodoviário e ferroviário)Passag. x kms (modos rodoviário e ferroviário)
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OS TRANSPORTES RODOVIÁRIOS E O AMBIENTE
Portugal
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“COMPARAÇÃO ENERGÉTICA”
1”BigMac”+batatas fritas+Cola=1400 kCal ou 5800 kJ
200 cm3 de gasolina = Menu “Big Mac”
+ = 30.0 km
+ = 90.0 km
+ = 2.0 km
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Soluções Tecnológicas
Apostando nos conceitos actuaisApostando nos conceitos actuais
- - motores de combustão internamotores de combustão interna
- combustíveis fósseis- combustíveis fósseis
- ….- ….
Inovando recorrendo a tecnologias alternativasInovando recorrendo a tecnologias alternativas
- novos sistemas de propulsãonovos sistemas de propulsão
- novos combustíveisnovos combustíveis
- ……..
- novo conceito de automóvelnovo conceito de automóvel
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Soluções TecnológicasApostando em novas tecnologias e num novo conceito de automóvelApostando em novas tecnologias e num novo conceito de automóvel
• Combustíveis Combustíveis alternativosalternativos
• EtanolEtanol
• Metanol...Metanol...
• Hidrogénio?Hidrogénio?
• Sistemas de propulsão alternativosSistemas de propulsão alternativos
• Híbridos, eléctricos...Híbridos, eléctricos...
• Pilhas de combustível?Pilhas de combustível?
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Funcionamento de uma pilha de Combustível
PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
• Cada célula: 0,5 - 1 V
• Intensidade: 0,3 –1 A cm2
• Potência 0,3-0,5 W/cm2
MODULAR
• Mais área...mais intensidade
• mais células...mais voltagem
Eficiência SuperiorEficiência Superior• Diesel: 20 - 30 %Diesel: 20 - 30 %
• Gasolina: 15 - 25 %Gasolina: 15 - 25 %
• Pilha: 30 - +50%Pilha: 30 - +50%
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Pilhas de combustível: principais desafios
• Combustível ideal: hidrogénio
• Produção
• Armazenamento
• Abastecimento
• Custo
• Ciclo de Vida desfavorável?
• Custo da pilha:- 500 USD por kW (10 x preço de motor c. Int.)
• Custo de componentes
• Fiabilidade
• Aceitação social
• Arranque a frio
• ....
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A família NECAR da Daimler ChryslerA família NECAR da Daimler Chrysler
Necar 5 e Jeep Commander (2000; CH3OH)
Necar 4 (1999)
Necar 1 (1994)
Necar 2 (1996)
Necar 3 (1997; CH3OH)
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• Combustível: 4.6 kg LH2 or 3.1 kg CH2
• Autonomia: 400 or 270 km (EDC)
• Pilha com 200 células (94 kW)
• Motor com 60 kW/ 82CV
• 36 % eficiência (EDC)
• Vel. Max.: 160 km/h
• Arranque em 30 s (-20ºC)
Opel Hydrogen 3
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Grande maioria dos construtores igualmente envolvidos
•Honda FCX
BMW 7series (V12 Otto @ H2)Toyota FCHV – 4 (hybrid)Toyota FCHV – 4 (hybrid)
Ford FCV
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O objectivoO objectivoO protótipoO protótipo
AUTOnomy e Hy-wire (General Motors)
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Hy-wire
O protótipoO protótipo
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AUTOnomy by GM
O objectivoO objectivo
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Projecto “CUTE - Clean Urban Transport for Europe”
Objectivo:Objectivo:- Construção e implementação de uma frotas de autocarros urbanos a pilha de
combustível assim como da infra-estrutura de produção e abastecimento de H2.
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Ar condicionado
Controlo de gasesTanques de hidrogénioDynetek 350 Bar (42 kg)
Componentes auxiliaresActuados mecanicamente
Motor Central Electric Ruland200 kW potência de tracção
Transmissão automática ZF
Pilhas de combustível (2 Ballard Mk 902, 150 kW(*) cada)
(*) potência bruta
• 3 portas• piso rebaixado
Base: Autocarro MB Citaro 12 m
Mercedes-Benz CitaroComponentes
Arrefecimento
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Project “CUTE - Clean Urban Transport for Europe”
10 Cidades Europeias10 Cidades EuropeiasPorto (STCP + BP + IST)Porto (STCP + BP + IST),,Barcelona, Barcelona, Madrid, Madrid, London, London, Hamburg, Hamburg, Luxemburg,Luxemburg,Stockholm,Stockholm,Amsterdam, Amsterdam, Stuttgart, Stuttgart, ReykjavikReykjavik
3 autocarros Evobus por cidade 3 autocarros Evobus por cidade
Diferentes métodos de produção de H2Diferentes métodos de produção de H2
- - energias renováveis; energias renováveis;
- gás natural,- gás natural,
- refinaria/petróleo- refinaria/petróleo
- electrólise da água- electrólise da água
• Adaptação : Prof. Fernando CamposAdaptação : Prof. Fernando Campos 23 de Novembro de 2004
Tiago Lopes FariasTiago Lopes FariasInstituto Superior TécnicoInstituto Superior Técnico
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Bibliografia