Os carros a hidrogénio são veículos que utilizam células de combustível que geram eletricidade para o motor que move o automóvel. Partindo de um processo baseado numa reação química entre átomos de hidrogénio (armazenado em depósitos de alta pressão) e de oxigénio (presente no ar), estes são veículos com emissões zero e, tal como os elétricos a bateria, são uma alternativa de mobilidade sustentável.

As principais vantagens dos carros a hidrogénio (também chamados de FCV ou veículos com pilha de combustível) são o reabastecimento em apenas cinco minutos e a autonomia até 700 km. Esta é uma alternativa ecológica com grande potencial, mas cuja adoção está a ser limitada pelo preço elevado e escassa infraestrutura de abastecimento.

São os carros a hidrogénio uma opção válida para o futuro da mobilidade? Descubra a resposta neste artigo.

O que são carros a hidrogénio?

​Carros a hidrogénio são veículos que utilizam células de combustível para converter hidrogénio em eletricidade, que é utilizada para fornecer energia ao motor elétrico que faz mover o veículo. Isso faz dos carros a hidrogénio uma alternativa aos veículos elétricos com bateria, já que ambos são automóveis sem emissões poluentes.

Como funcionam os carros a hidrogénio?

​Os carros a hidrogénio funcionam com células de combustível (fuel cells), onde se gera energia através de reações químicas entre o hidrogénio, armazenado em tanques de alta pressão, e o oxigénio da atmosfera. Esta reação química dá origem a moléculas de H2O, expelidas sob a forma de vapor de água pelo tubo de escape do veículo, e a energia da reação e convertida em eletricidade, usada para impulsionar o veículo e proporcionar uma condução com emissões zero. ​

Qual é a diferença entre veículos elétricos a bateria e veículos elétricos com célula de combustível a hidrogénio?​

​As principais diferenças entre veículos elétricos a bateria (BEV) e veículos elétricos com célula de combustível a hidrogénio (FCEV) residem na fonte e no armazenamento da energia utilizada para alimentar o motor elétrico:

•  Nos BEV, a energia elétrica é armazenada em baterias recarregáveis, que necessitam de ser ligadas à rede elétrica para recarga;
• Nos FCEV, a eletricidade é gerada internamente através de uma reação química nas células de combustível entre hidrogénio armazenado a bordo e oxigénio do ar. Esta eletricidade alimenta o motor elétrico, emitindo apenas vapor de água como subproduto.​

Em termos de eficiência energética, os BEV são mais eficientes devido às perdas associadas à produção, armazenamento e conversão do hidrogénio nos FCEV. No entanto, os veículos a hidrogénio oferecem vantagens como tempos de reabastecimento mais rápidos e, frequentemente, uma maior autonomia em comparação aos BEV.

Quais são as principais vantagens dos carros movidos a hidrogénio?​

​Os carros movidos a hidrogénio apresentam diversas vantagens:​

• Emissões Zero: Estes veículos emitem apenas vapor de água, contribuindo significativamente para a redução da poluição atmosférica e promovendo uma mobilidade mais sustentável;
• Abastecimento Rápido: O reabastecimento de hidrogénio é comparável ao dos combustíveis tradicionais, demorando apenas alguns minutos, ao contrário dos tempos mais prolongados necessários para carregar baterias de veículos elétricos;
• Maior Autonomia: Os veículos a hidrogénio oferecem autonomias superiores aos elétricos a bateria, frequentemente ultrapassando os 600 km com um único tanque; ​
• Menor Peso: A utilização de células de combustível permite reduzir o peso total do veículo em comparação com as baterias volumosas dos veículos elétricos tradicionais, potencialmente melhorando a eficiência energética e o desempenho;
• Desempenho Consistente em Climas Frios: Os carros a hidrogénio mantêm um desempenho mais estável em temperaturas baixas, ao contrário de alguns veículos elétricos a bateria, cuja autonomia pode ser afetada pelo frio;
• Versatilidade Energética: O hidrogénio pode ser produzido a partir de diversas fontes de energia, incluindo renováveis (hidrogénio verde), permitindo uma produção sustentável e diversificada. ​

Os carros a hidrogénio têm mais autonomia que os veículos elétricos tradicionais?​

​Sim, os carros movidos a hidrogénio têm mais autonomia do que a maioria dos veículos elétricos a bateria. Os carros a hidrogénio apresentam autonomias em torno de 500 a 600 km com um único abastecimento. 

Em comparação, a autonomia dos veículos elétricos a bateria varia significativamente conforme o modelo e a capacidade da bateria, com muitos deles a percorrerem 200 a 500 km entre carregamentos. 

Existem postos de abastecimento de hidrogénio em Portugal?​

De momento apenas existe um posto de abastecimento de hidrogénio em Portugal, que está localizado em Cascais e tem o nome de DRHYVE. Além deste posto móvel da PRF Gas Solutions, que abastece autocarros e ligeiros de passageiros a hidrogénio, está prevista a abertura de um segundo local de abastecimento durante o primeiro semestre de 2025, na Póvoa de Santa Iria. 

A rede de abastecimento desta fonte de energia em Portugal ainda é muito limitada, mas nos planos da Estratégia Nacional para o Hidrogénio, criada em 2020, está prevista a abertura de 50 a 100 postos de abastecimento para veículos ligeiros e pesados até 2030. No entanto, considerando que já passou metade do prazo e apenas existe um local para abastecer hidrogénio em Portugal, esta meta parece muito difícil de alcançar.

Qual é o tempo médio de reabastecimento de um carro a hidrogénio?​

​O reabastecimento de um carro a hidrogénio é rápido, demorando geralmente entre 3 a 5 minutos, semelhante ao tempo necessário para abastecer um veículo a gasolina ou gasóleo. O único automóvel a hidrogénio à venda em Portugal é o Toyota Mirai, que demora cinco minutos a reabastecer os seus tanques de combustível. 

Quais são as principais desvantagens dos carros a hidrogénio atualmente?

As principais desvantagens dos carros a hidrogénio atualmente são:​

• • Infraestrutura de abastecimento limitada: A escassez de postos de abastecimento de hidrogénio dificulta a adoção generalizada destes veículos. ​
  • Oferta de modelos reduzida: De momento apenas existe um modelo FCV em Portugal, que é o Toyota Mirai, e a nível europeu só está à venda mais um modelo, que é o Hyundai Nexo. 
  • Elevado custo de aquisição: A tecnologia das células de combustível e os sistemas de armazenamento de hidrogénio são dispendiosos, o que se reflete em preços mais altos para os consumidores. ​
  • Complexidade no armazenamento e transporte: O hidrogénio possui baixa densidade energética e exige soluções complexas e caras para o armazenamento e transporte, como tanques de alta pressão ou sistemas criogénicos. ​
  • Produção de hidrogénio com impacto ambiental: Grande parte do hidrogénio é atualmente produzido a partir de combustíveis fósseis, resultando em emissões de gases com efeito de estufa. ​
  • Preocupações de segurança: O hidrogénio é altamente inflamável e com chamas difíceis de detetar, e requer medidas de segurança rigorosas no seu manuseio e armazenamento. ​
  • Eficiência energética inferior: O processo de produção, armazenamento e conversão do hidrogénio em eletricidade é menos eficiente comparado com a utilização direta de eletricidade em veículos elétricos a bateria.

Qual é a autonomia média dos carros movidos a hidrogénio disponíveis atualmente?​

A autonomia média dos carros movidos a hidrogénio situa-se entre 500 e 700 km. Por exemplo, o Toyota Mirai tem uma autonomia homologada de 650 km, enquanto o Hyundai Nexo oferece até 666 km segundo o ciclo WLTP. ​

A autonomia dos FCV é influenciada por diversos fatores, que incluem:

• Eficiência do sistema de células de combustível: A tecnologia e eficiência das células de combustível determinam quanta energia é extraída do hidrogénio.​
• Capacidade dos depósitos de hidrogénio: Depósitos maiores permitem armazenar mais hidrogénio, aumentando a autonomia.​
• Estilo de condução: Condução agressiva e a velocidades mais altas reduzem a autonomia.​
• Condições ambientais: Temperaturas extremas e terrenos acidentados afetam o desempenho e consumo.

Quanto custa abastecer um carro a hidrogénio?

Abastecer um carro a hidrogénio em Portugal custa entre 75€ e 100€, considerando um preço médio do hidrogénio entre 15€/kg e 20€/kg (de acordo com o glpautogas.info) e que os três tanques do Toyota Mirai tem uma capacidade de armazenamento combinada de 5 kg. 

Carros a hidrogénio vs BEV – quais têm mais autonomia?

Os carros a hidrogénio tendem a oferecer autonomias superiores aos veículos elétricos a bateria (BEV). Enquanto modelos como o Toyota Mirai alcançam os 650 km, muitos BEV apresentam autonomias entre 300 e 500 km. No entanto, modelos como o Tesla Model S e o Audi A6 e-Tron ultrapassem os 600 km e, com a evolução da tecnologia das baterias, tem diminuído progressivamente a vantagem dos FCV ao nível da autonomia.

Que carros a hidrogénio estão à venda em Portugal?​

​Em Portugal, o Toyota Mirai é o único modelo a hidrogénio disponível para compra, com preços a partir de 74.800€. Para saber mais dados sobre o Mirai, veja as suas principais caracteristicas no simulador de carros novos do Auto Avaliação.​ 

O Hyundai Nexo está presente noutros mercados europeus, mas atualmente não está à venda em Portugal. ​Além disso, o BMW iX5 Hydrogen foi anunciado, mas ainda não se encontra em produção em série.

Os carros a hidrogénio são mais caros?

Sim, os carros a hidrogénio são mais caros que os veículos equipados com motores de combustão interna (gasolina, gasóleo, híbridos e PHEV) e também são mais caros que os outros modelos de emissões 0, que são os carros elétricos com baterias. 

Por exemplo, o Toyota Mirai tem preços desde 74.800€ em Portugal, enquanto as berlinas elétricas com baterias são consideravelmente mais baratas. É o caso do BYD Seal, disponível a partir de 44.990€, o novo Mazda6e, acessível desde 40.050€, e o Volkswagen ID5, com preços que começam nos 47.885€.

Os carros a hidrogénio são seguros?​

​Sim, os carros a hidrogénio são seguros. Estes modelos cumprem rigorosos padrões de segurança e são submetidos a exigentes testes para garantir a proteção dos ocupantes. Por exemplo, o Toyota Mirai de segunda geração obteve uma classificação de cinco estrelas nos testes Euro NCAP em 2021. 

No entanto, como qualquer tecnologia emergente, podem surgir desafios. Em 2024, a Hyundai emitiu um recall para cerca de 1.600 veículos Nexo devido a um risco identificado de fuga de hidrogénio que poderia potencialmente causar incêndios, embora não tenham sido reportados incidentes. 

Além disso, o hidrogénio é altamente inflamável e forma misturas explosivas com o ar em concentrações de 4% a 74%, exigindo medidas de segurança específicas. Portanto, embora os veículos a hidrogénio sejam geralmente seguros, é crucial fazer uma manutenção adequada e estar atento a eventuais atualizações ou recalls dos fabricantes.

Como é feita a manutenção de um veículo com célula de combustível de hidrogénio?

A manutenção de um veículo com célula de combustível de hidrogénio, como o Toyota Mirai, é semelhante à de um veículo elétrico convencional, com algumas especificidades:​

• Sistema de Célula de Combustível: Verificações regulares para assegurar o funcionamento eficiente da célula de combustível.​
• Depósitos de Hidrogénio: Inspeções periódicas para detetar eventuais fugas ou danos nos depósitos de alta pressão.​
• Componentes Elétricos: Manutenção de sistemas elétricos, incluindo motor, inversores e baterias auxiliares.​
• Sistema de Arrefecimento: Monitorização do líquido de arrefecimento específico para a célula de combustível.​
• Filtros de Ar e Água: Substituição conforme necessário para garantir a pureza do ar utilizado na reação química.​

Quanto ao custo médio de manutenção, não estão disponíveis informações específicas. Contudo, considerando que não existem os componentes habituais dos motores a combustão, os custos são equiparados aos de veículos elétricos a bateria. 

Os carros a hidrogénio são uma alternativa viável para a mobilidade sustentável?​

Sim, os carros a hidrogénio são uma alternativa viável e com grande potencial para a mobilidade sustentável. Apesar deles enfrentarem vários desafios, especialmente associados a infraestrutura de carregamento e a origem do hidrogénio utilizado para abastecer os carros, existem diversos parâmetros onde superam os veículos elétricos com bateria, que são a outra alternativa para uma mobilidade sem emissões poluentes.

A rapidez de carregamento e independência da rede elétrica são dois pontos onde eles se destacam. Além disso, a menor influência de temperaturas extremas na sua autonomia é outro ponto forte na comparação entre carros a hidrogénio e elétricos com baterias. No entanto, para que os FCV sejam uma verdadeira alternativa para a acessibilidade é essencial criar uma infraestrutura de abastecimento consistente e que recorra a hidrogénio verde, produzido sem emissão de gases poluentes.