Da Unicamp vem a célula a combustível brasileira, a etanol

A Unicamp está se preparando para sediar, no curto prazo, uma unidade de produção de protótipos de células a combustível a etanol, dando um passo à frente nesse segmento. Pesquisas desenvolvidas com a tecnologia SOFC de células a combustível nos últimos três anos deverão permitir que a universidade possa oferecer, até 2026, a infraestrutura e o conhecimento para o desenvolvimento dos protótipos de células a combustível a etanol para montadoras e outros segmentos da indústria automobilística.

De acordo com Gustavo Doubek (foto), professor associado da Faculdade de Engenharia Química da Unicamp, a unidade será resultado de duas pesquisas desenvolvidas nos últimos três anos na universidade. “A ideia desses projetos era permitir a implementação de uma manufatura-piloto para essas células a combustível, uma infraestrutura que não existe ainda no país”, afirma Doubek.

As pesquisas, que contaram com a participação de montadoras e empresas do setor automobilístico, foram custeadas por financiamentos que somam R$ 11,5 milhões do antigo programa Rota 2030, que foi transformado posteriormente no Programa Mover, dedicado a estimular o desenvolvimento de novas tecnologias na área de logística e mobilidade.

A primeira pesquisa teve início há três anos e envolveu o desenvolvimento de parte da tecnologia de células SOFC (sigla em inglês para célula a combustível de óxido sólido) envolvendo o uso de etanol. Essa tecnologia permite a extração do hidrogênio do etanol por meio de um reformador. O hidrogênio extraído é combinado com oxigênio do ar na célula a combustível, dando origem a uma reação química capaz de gerar a eletricidade que alimentará o motor elétrico.

Essa primeira etapa contou com financiamentos da ordem de R$ 2,5 milhões e com a participação das empresas Nissan, Toyota, Bosch, Grupo Caoa e Stellantis.  A segunda pesquisa, ainda em andamento, teve início há cerca de um ano e tem como objetivo oferecer condições para a prototipagem dessas células a combustível. Participaram dessa segunda pesquisa as empresas Raízen, AVL, Toyota, Volkswagen, Stellantis, Embeddo, Power Lead, Yamaha, Bosch, Scania, Mandala, Nissan e Basf. O financiamento nesse projeto totalizou R$ 9 milhões,

Centro de Inovação de Novas Energias (CINE) da Unicamp: pesquisadores estimam implementar segunda fase da pesquisa ao longo de 2025 e começar a fazer protótipos em 2026 (Foto: Antonio Scarpinetti - SEC – Unicamp)

Segundo Doubek, os pesquisadores ainda estão recebendo equipamentos a serem utilizados nessa etapa. Ele explica que houve um atraso de seis meses no projeto devido a restrições na importação de equipamentos.  “A nossa estimativa otimista é que a gente consiga finalizar a implementação ao longo de 2025 e já começar, em 2026, a pensar em fazer protótipos em conjunto com alguns desses parceiros que queiram seguir nessa linha”, disse o professor.

Com essas pesquisas, o Brasil passa a integrar um grupo pequeno de países que desenvolveram a tecnologia SOFC, considerada mais eficiente na produção de energia, com menor emissão de gases poluentes e com custo reduzido em relação às células a combustível de membrana polimérica.

Segundo Doubek, a tecnologia SOFC oferece, principalmente, um grande benefício, pelo menos, em relação às células de membrana polimérica, que são desenvolvidas há cerca de 20 anos. “As matérias-primas usadas na tecnologia SOFC são mais baratas. Ao invés de utilizar a platina, como ocorre com as células com membrana polimérica, usamos níquel, que é muito mais barato. E a maior parte dos componentes cerâmicos são feitos de zircônia, que é um material abundante”, explicou.

IPT e Ipen desenvolvem novas frentes de pesquisa

O Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) também está desenvolvendo pesquisas com o objetivo de desenvolver uma célula a combustível a etanol. “Estamos trabalhando no desenvolvimento e aplicação de um reformador a etanol para gerar hidrogênio embarcado no automóvel”, explicou Bruno Silva Pereira, assistente de pesquisa do Laboratório de Bioenergia e Eficiência Energética – Motores do IPT.

Segundo o pesquisador, a pesquisa está em uma fase inicial, que envolve o desenvolvimento do reformador. “Estamos estudando como será a configuração dessa célula, o tipo de membrana que iremos utilizar”, afirmou. Pereira explica que a escolha da membrana deve considerar a sua resistência ao etanol e a sua eficiência.

A expectativa é que essa fase termine em meados deste ano. A partir daí, a ideia é continuar o projeto com o desenvolvimento de estudos que deverão considerar o aumento de escala de produção e a avaliação de materiais, por exemplo.

No Ipen, pesquisadores estudam utilização do caldo de cana na célula a combustível (Foto: Divulgação)

As múltiplas possibilidades oferecidas pelo potencial energético da cana de açúcar vêm inspirando diferentes frentes de pesquisa, inclusive envolvendo células a combustível. No Ipen, pesquisadores estão desenvolvendo estudos envolvendo até a utilização do caldo de cana, a garapa extraída em máquinas de moagem, em células a combustível.

De acordo com Almir Oliveira Neto, pesquisador titular do Ipen, o uso do caldo de cana na célula a combustível envolve benefícios ambientais, uma vez que se evita etapas do processo de fabricação do etanol que consomem muita energia e água e que resultam na vinhaça como resíduo. Oliveira acrescenta que foi desenvolvido um protótipo em laboratório em que os estudos foram realizados.

Rodrigo Fernando Brambilla de Souza, pós-doc no Ipen, destaca que as pesquisas comprovaram que, conceitualmente, é possível utilizar o caldo de cana na célula a combustível para a produção de energia. “Esse projeto está pronto para ser levado para a engenharia para ser desenvolvido em maior escala”, disse ele.