Foco em veículos movidos a células de combustível de hidrogênio: rompendo o “coração chinês” e entrando na “via rápida”

Fu Yu, que trabalha na área de veículos movidos a células de combustível de hidrogênio há mais de 20 anos, recentemente tem uma sensação de “trabalho duro e vida doce”.

"Por um lado, os veículos movidos a células de combustível passarão por um período de demonstração e promoção de quatro anos, e o desenvolvimento industrial inaugurará um 'período de janela'. Por outro lado, no projeto de lei de energia emitido em abril, a energia de hidrogênio foi listada no sistema energético do nosso país pela primeira vez, e antes disso, a energia de hidrogênio era gerenciada de acordo com 'produtos químicos perigosos'", disse ele, entusiasmado, em uma recente entrevista por telefone com um repórter da Agência de Notícias da China.

Nos últimos 20 anos, Fu Yu tem se dedicado à pesquisa e desenvolvimento no Instituto de Física Química de Dalian, na Academia Chinesa de Ciências e no Centro Nacional de Pesquisa em Engenharia, com foco em novas tecnologias de células de combustível e fontes de hidrogênio. Ele estudou com Yi Baolian, especialista em células de combustível e acadêmico da Academia Chinesa de Engenharia. Posteriormente, ingressou em uma empresa renomada para trabalhar com equipes na América do Norte, Europa, Japão e Coreia do Sul, "para entender onde está a diferença entre nós e os de primeira classe do mundo, mas também para conhecer nossas capacidades". No final de 2018, ele sentiu que era o momento certo para criar uma empresa de ciência e tecnologia, a Ji'an Hydrogen Energy, com parceiros com ideias semelhantes.

Os veículos de nova energia são divididos principalmente em duas categorias: veículos com bateria de lítio e veículos com célula de combustível de hidrogênio. O primeiro já se popularizou até certo ponto, mas, na prática, problemas como curta quilometragem, longo tempo de carregamento, baixa carga da bateria e baixa adaptabilidade ambiental não foram bem resolvidos.

Fu Yu e outros acreditam firmemente que o veículo com célula de combustível de hidrogênio com a mesma proteção ambiental pode compensar as deficiências do veículo com bateria de lítio, que é a “solução definitiva” para a energia automotiva.

“Em geral, um veículo totalmente elétrico leva mais de meia hora para carregar, mas apenas três ou cinco minutos para um veículo com célula de combustível de hidrogênio.” Ele deu um exemplo. No entanto, a industrialização de veículos com célula de combustível de hidrogênio está muito atrás da dos veículos com bateria de lítio, um dos quais é limitado pelas baterias – especificamente, pelas chaminés.

“O reator elétrico é o local onde ocorre a reação eletroquímica e é o componente central do sistema de energia da célula de combustível. Sua essência é equivalente ao 'motor', que também pode ser considerado o 'coração' do carro.” Fu Yu afirmou que, devido às elevadas barreiras técnicas, apenas algumas empresas de veículos de grande porte e as equipes empreendedoras de institutos de pesquisa científica relevantes no mundo possuem a capacidade profissional de projetar produtos de reatores elétricos. A cadeia de suprimentos da indústria nacional de células de combustível de hidrogênio é relativamente escassa e o grau de localização é relativamente baixo, especialmente a placa bipolar de componentes importantes, o que representa a "dificuldade" do processo e o "ponto problemático" da aplicação.

Relata-se que as tecnologias de placa bipolar de grafite e placa bipolar metálica são as mais utilizadas no mundo. A primeira possui forte resistência à corrosão, boa condutividade térmica e boa condutividade térmica, ocupando a maior fatia de mercado no estágio inicial da industrialização. No entanto, apresenta algumas desvantagens, como baixa estanqueidade, alto custo do material e tecnologia de processamento complexa. A placa bipolar metálica apresenta as vantagens de ser leve, ter um volume pequeno, ser de alta resistência, ter baixo custo e ter um processo de trabalho mais curto, sendo altamente esperada por empresas automobilísticas nacionais e estrangeiras.

Por esse motivo, Fu Yu liderou sua equipe em estudos por muitos anos e, finalmente, lançou a primeira geração de produtos de pilha de placas bipolares metálicas para células de combustível, desenvolvidos de forma independente no início de maio. O produto adota a tecnologia de revestimento de metais não nobres de quarta geração, ultra-resistente à corrosão e condutivo, da Changzhou Yimai, parceira estratégica, e a tecnologia de soldagem a laser de fibra de alta precisão da Shenzhen Zhongwei, para solucionar o "problema da vida" que atormenta a indústria há muitos anos. De acordo com os dados de teste, a potência de um único reator atinge 70-120 kW, o nível de primeira classe no mercado atualmente; a densidade de potência específica é equivalente à da Toyota, uma renomada montadora.

O produto de teste contraiu pneumonia causada pelo novo coronavírus em momentos críticos, o que deixou Fu Yu bastante ansioso. "Todos os três testadores inicialmente designados estavam isolados e só podiam orientar outros funcionários de P&D para aprender a operar a bancada de testes por meio de videochamada, todos os dias. Foi um período difícil." Ele disse que o lado bom é que os resultados dos testes foram melhores do que o esperado e que o entusiasmo de todos era muito alto.

Fu Yu revelou que planeja lançar uma versão atualizada do reator ainda este ano, quando a potência de um único reator será aumentada para mais de 130 quilowatts. Após atingir a meta de "o melhor reator de potência da China", eles impactarão o nível mais alto do mundo, incluindo o aumento da potência de um único reator para mais de 160 quilowatts, reduzindo ainda mais os custos, conquistando o "coração chinês" com tecnologia de ponta e promovendo veículos nacionais movidos a células de combustível de hidrogênio para a "via rápida".

De acordo com dados da Associação da Indústria Automobilística da China, em 2019, a produção e as vendas de veículos movidos a célula de combustível na China foram de 2.833 e 2.737, respectivamente, um aumento de 85,5% e 79,2% em relação ao ano anterior. Existem mais de 6.000 veículos movidos a célula de combustível de hidrogênio na China, e a meta de "5.000 veículos movidos a célula de combustível até 2020" no roteiro técnico para economia de energia e veículos de novas energias foi alcançada.

Atualmente, os veículos com células de combustível de hidrogênio são utilizados principalmente em ônibus, caminhões pesados, veículos especiais e outros setores na China. Fu Yu acredita que, devido aos altos requisitos de logística e transporte em termos de quilometragem e capacidade de carga, as desvantagens dos veículos com bateria de lítio serão ampliadas, e os veículos com células de combustível de hidrogênio conquistarão essa fatia do mercado. Com a gradual maturidade e escala dos produtos de células de combustível, eles também serão amplamente utilizados em automóveis de passeio no futuro.

Fu Yu também observou que o último rascunho da demonstração e promoção de veículos movidos a célula de combustível da China apontava claramente que a indústria de veículos movidos a célula de combustível da China deveria ser promovida para um desenvolvimento sustentável, saudável, científico e ordenado. Isso deixa ele e a equipe empreendedora mais motivados e confiantes.


Data de publicação: 20 de maio de 2020
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