Células de combustível e levitação magnética

Jaime Villate. Maio de 2017

Motores para automóveis






Gasolina

Eficiência: <20%. Densidade de energia: 50 MJ/kg de combustível.
Polui a atmosfera.

Diesel

Eficiência: ≈30%. Densidade de energia: 50 MJ/kg de combustível.
Polui a atmosfera.

Elétrico

Eficiência: ≈70%. Densidade de energia: 2 MJ/kg de bateria.
Não polui a atmosfera mas produz resíduos sólidos tóxicos.

Hidrogénio

Eficiência: >50%. Densidade de energia: 145 MJ/kg de combustível.
Não polui; o único resíduo é vapor de água. Longa duração.




Células de hidrogénio


Membrana PEM (Proton Exchange Membrame) deixa passar unicamente os protões do hidrogénio, ficando os eletrões (carga negativa).

Os protões que passam pela membrana combinam-se com moléculas de oxigénio, ficando água ionizada positivamente.







Obtenção de H2 e O2 com a célula



Cátodo: Os protões das moléculas de H2O atravessam a membrana, ficando moléculas de O2.

Ânodo: Entram protões através da membrana, formando moléculas de H2.


Carro com depósito de água e célula de hidrogénio





Levitação magnética


Comboio Maglev (Magnetic levitation) em Xangai.




Supercondutores




Resistência nula, a temperaturas menores que a temperatura crítica Tc.


Mercúrio: Tc aproximadamente −269 °C. Descoberto em 1911.


Ligas metálicas supercondutoras:. Com Tc mais elevada. Descobertas na década de 1980.


YBa2Cu3O(6+x): Tc de −180 °C (superior à temperatura do ar líquido).







Pista de ímanes quadrados




A linha do meio tem pólos magnéticos opostos aos dos extremos criando linhas de campo com uma depressão no meio.




Carrinho com discos supercondutores





O carrinho enche-se com ar líquido para tornar os discos supercondutores.

O campo magnético da pista induz corrente nos discos, originando campo magnético oposto ao da pista, que faz levitar o carrinho.