Na busca pela alternativa perfeita para veículos movidos a gás, houve muitos contendores ao longo dos anos. Quando se trata de percepção pública, veículos elétricos a bateria (VEBs) são alguns dos mais conhecidos. Mas, entre especialistas na área, há outra alternativa que se mostra ainda mais promissora para a eletrificação de veículos no futuro:as células a combustível. Em particular, células a combustível de membrana de troca de prótons (PEMFCs). Contudo, apesar de décadas de desenvolvimento, Os PEMFCs ainda carecem de ampla aceitação no mercado de veículos.

Para entender o que está afetando essa aceitação, e para onde o mercado deve chegar no futuro, pesquisadores da Carnegie Mellon University conduziram uma avaliação de elicitação de especialistas do custo e desempenho atuais e futuros esperados de PEMFCs automotivos. Os resultados foram publicados em Proceedings of the National Academy of Sciences .

Michael Whiston, um associado de pesquisa de pós-doutorado em engenharia e políticas públicas, e os professores da Faculdade de Engenharia Ines Azevedo, Shawn Litster, Kate Whitefoot, Constantine Samaras, e Jay Whitacre conversou com 39 especialistas na área de células de combustível para entender suas avaliações dos custos de PEMFC, durabilidade da pilha, e densidade de energia da pilha sob um hipotético, cenário de produção em larga escala.

"A elicitação de especialistas baseia-se no conhecimento e na experiência de indivíduos que trabalharam extensivamente com a tecnologia, "diz Whiston, "e, assim, pode informar o status da tecnologia e sua trajetória futura. Na ausência de dados publicados ou evidências conclusivas, avaliações de elicitação de especialistas podem ser usadas para desenvolver roteiros de tecnologia, informar a formulação de políticas, orientar as decisões de negócios, e desenvolver modelos analíticos. "

No estudo, os pesquisadores pediram aos especialistas que avaliassem os custos do sistema, durabilidade da pilha, e densidade de energia da pilha de PEMFCs, em seguida, avaliar quantitativamente o que será necessário para atender às metas de custo e desempenho. A maioria dos entrevistados prevê que a meta de custo do Departamento de Energia será atingida até 2050. Essa meta de $ 30 / kW aumentaria muito a probabilidade de adoção generalizada pelo público em geral.

Adicionalmente, mais de 45% dos entrevistados esperam que as metas do DOE para durabilidade da pilha sejam atendidas até 2050, e muitos prevêem que a densidade de potência média da pilha alvo poderia ser alcançada até 2035. Assim que esses alvos forem atingidos, e os PEMFCs alcançam uma adoção mais convencional, isso pode significar grandes coisas para a indústria automobilística - maior do que os BEVs, e até mesmo outros tipos de células de combustível.

"Os benefícios dos PEMFCs em relação às baterias incluem tempos de reabastecimento mais rápidos e intervalos mais longos, "Whiston diz." Os veículos elétricos de célula de combustível (FCEVs) reabastecem em cinco minutos e operam a distâncias superiores a 300 milhas. Os BEVs tendem a ter um alcance mais limitado, dependendo do tamanho e custo da bateria, e pode levar horas para recarregar. "

Como os FCEVs operam de forma eficiente com hidrogênio livre de carbono, eles poderiam reduzir significativamente o consumo de combustível fóssil e as emissões de carbono do escapamento em veículos. O combustível de hidrogênio pode ser produzido por uma variedade de fontes de eletricidade de baixo carbono, incluindo gás natural, assim, os FCEVs poderiam reduzir substancialmente a quantidade líquida de emissões de gases de efeito estufa dos automóveis de passageiros. Adicionalmente, essas células de combustível não emitem nenhum dos poluentes prejudiciais do critério de escapamento, como óxidos de nitrogênio, assunto particular, e monóxido de carbono, tornando-os muito mais seguros para a saúde humana.