Trem Movido à Hidrogênio

O trem utiliza como combustível gás hidrogênio (H₂), que fica armazenado em reservatórios no seu teto. Quando esse hidrogênio se combina com o gás oxigênio (O₂) presente no ar, ocorre uma reação exotérmica (que libera energia), gerando água líquida, que também é armazenada no teto do trem.

Porém, células de hidrogênio não são a única fonte de energia do trem, que também possui baterias de íon-lítio que conseguem armazenar energia. A energia das células é usada durante a aceleração, já as baterias são carregadas com a energia que sobra das células e quando o trem freia. As baterias usam sua energia em momentos de aceleração mais leve, o que ajuda a economizar combustível.

De acordo com a fabricante, Alstom, os trens de baixo ruído têm emissão zero de poluentes relacionadas à propulsão, devido à conversão dos elementos químicos, e podendo alcançar uma velocidade de até 140 km/h.

Estes trens são abastecidos em uma estação móvel de hidrogênio, que substituirão os movidos a diesel. O hidrogênio é bombeado em estado gasoso para dentro dos trens a partir de um contêiner de aço, que fica próximo aos trilhos de uma das estações e produz energia elétrica para a tração da locomotiva.

Inicialmente, o trem tem capacidade para levar 300 passageiros, e possui 150 assentos.

A Alstom assinou contrato para a entrega de 14 trens de célula de combustível de hidrogênio, 30 anos de manutenção e fornecimento de energia com o setor de transportes da Baixa Saxônia (Alemanha).
No mundo todo, buscam-se novas alternativas (mais verdes e sustentáveis) para o transporte público urbano. Desde 2015 o metrô de Londres recicla a energia gerada pelos freios dos vagões. Já na Holanda, a partir deste ano, todos os metrôs do país são movidos somente com energia eólica.

Funcionamento da Célula Combustível

As células combustíveis são células galvânicas onde a energia de Gibbs de uma reação química é transformada em energia elétrica (por meio da geração de uma corrente). Atualmente, o único combustível que proporciona correntes de interesse prático é o hidrogênio, porém já existem células que utilizam diretamente metanol como combustível.

Basicamente elas funcionam do seguinte modo: a célula unitária consiste em dois eletrodos porosos, cuja composição depende do tipo de célula, separados por um eletrólito e conectados por meio de um circuito externo.

Os eletrodos são expostos a um fluxo de gás (ou líquido) para suprir os reagentes (o combustível e o oxidante). Um esquema de uma célula combustível hidrogênio/ oxigênio é apresentado na figura abaixo:

O hidrogênio gasoso (o combustível) penetra através da estrutura porosa do ânodo, dissolve-se no eletrólito e reage nos sítios ativos da superfície do eletrodo, liberando elétrons e formando prótons (H+). Os elétrons liberados na oxidação do hidrogênio chegam ao cátodo por meio do circuito externo e ali participam da reação de redução do oxigênio. Os prótons formados no ânodo são transportados ao cátodo, onde reagem formando o produto da reação global da célula combustível: água.

Assim, a reação que ocorre no ânodo é a oxidação de hidrogênio, já a reação no cátodo é a redução de oxigênio, usualmente do ar.

Autores: Alice Antunes da Silva e Pedro Henrique Buss Rodrigues

Referências:

·         https://sobretrilhos.blogfolha.uol.com.br/2018/09/19/alemanha-estreia-trem-movido-a-celula-de-hidrogenio-saiba-como-ele-funciona/

·         https://olhardigital.com.br/noticia/alstom-apresenta-trem-movido-a-hidrogenio-que-deve-comecar-a-operar-em-2017/62387

·         http://www.usp.br/portalbiossistemas/?p=4316

Sugestões de Vídeos:

·         https://www.youtube.com/watch?v=S6uVZzqsKd8

·         https://www.youtube.com/watch?v=O3bUE9uHkqM&feature=youtu.be