Único veículo alternativo de fonte de combustível

Veículos movidos a combustíveis alternativos são veículos que usam energia que vem de algo diferente de petróleo (óleo). (Gasolina e diesel vêm do petróleo). A maior parte da energia alternativa não precisa ser importada de outros países, portanto, o dinheiro permanece no país. Alguns (mas não todos) vêm de fontes renováveis. Muitos produzem menos poluição do que a gasolina ou o diesel.

Veículos movidos a combustíveis alternativos cobrem uma ampla gama de motores e motores.

Veículo elétrico – sem poluição do carro, mas pode haver alguma poluição onde a eletricidade é feita
Veículo a gás natural – um combustível fóssil, mas queima muito mais limpo do que a gasolina, e há mais gás natural disponível do que o petróleo
Veículo de biodiesel – combustível diesel que vem de óleos vegetais (ou às vezes animais)
Veículo de etanol – muitas vezes etanol é misturado com gasolina, de 10% a 85% de etanol (chamado E10 ou E85)
Veículo de metanol – Metanol e etanol são usados ​​em muitos dos carros de corrida mais rápidos
Veículo Butanol – semelhante ao etanol e metanol, isso pode ser feito a partir de muitos biocombustíveis, mas não é comumente usado
Carro de hidrogênio – também chamado de veículo de célula de combustível, ou FCV
Veículo de ar comprimido – esta tecnologia funciona, mas os veículos ainda estão em fase de demonstração, e o alcance pode ser um problema
Propano (ou gás liquefeito de petróleo, GLP)
Além disso, há bicicletas, riquixás e veículos de duas e três rodas movidos a humanos.

Única fonte de combustível

Eletricidade
O uso da eletricidade como fonte de energia para carros vai muito além da história dos combustíveis líquidos. Os primeiros carros elétricos foram fabricados na década de 1830, mas eles não se tornaram populares até a década de 1880. Até a década de 1920, os carros elétricos eram mais populares que o motor de combustão desenvolvido em 1885.

Em um carro elétrico típico, a eletricidade é armazenada em baterias que são carregadas da fonte de alimentação principal. A potência transferida dos eixos para o motor elétrico é controlada por um pedal de controle de velocidade e o motor elétrico gira através dos eixos de acionamento ou os motores elétricos podem ser integrados nas rodas. As engrenagens elétricas não exigem uma caixa de câmbio, pois os motores elétricos típicos têm torque suficiente desde o início da volta. Em vez disso, os veículos elétricos têm um interruptor de direção, que geralmente tem pelo menos quatro posições: livre (N), condução normal (D), reverso (R) e estacionamento (P).

O carro elétrico baseado em bateria está esmagando o nível do fluxograma em comparação com os motores de combustão interna ou carros híbridos. Como resultado, a sensibilidade à falha é muito menor do que nos carros convencionais. Além disso, seu uso não é poluído se a eletricidade usada para cobrar é produzida sem poluição. A eletricidade produzida pelas usinas a carvão modernas também é mais ecológica do que a energia gerada pelo motor a gasolina de um carro.

Até agora, a tecnologia de baterias não planejadas impediu o crescimento de carros elétricos, embora os desenvolvimentos tenham, é claro, ocorrido ao longo dos anos. Em meados da década de 1990, a Califórnia experimentou um aumento maciço no uso de carros elétricos com o objetivo de reduzir as emissões de escape. Neste caso, vários fabricantes de automóveis introduziram modelos adequados para carros urbanos. Esses carros foram retirados do mercado (e foram retirados dos consumidores) após a Comissão Climática da Califórnia ter decidido abandonar a cota de veículos com emissões zero vendidas.

À medida que os preços do petróleo sobem, novos carros são previstos. A tecnologia de baterias evoluiu no século 21 e um raio anterior de menos de 200 quilômetros pode atingir um raio de 300 a 500 km. Os tempos de carregamento da bateria também foram reduzidos, com as novas tecnologias de bateria, as baterias podem ser baixadas rapidamente em menos de meia hora para aproximadamente três quartos da carga total. O preço das baterias ainda é um fator limitante: o carro elétrico pode ter momentaneamente muito desempenho (portas de rua) ou um percurso razoavelmente longo, mas com potência moderada. A energia típica de carregamento da bateria é uma fração da quantidade de gasolina ou óleo diesel usado.

O apoio político permitiria a cobrança de carros elétricos em locais públicos. Na Suécia e na Noruega, os carros ecológicos são suportados por estacionamento gratuito e viagens isentas de impostos. No entanto, a introdução do carro elétrico não depende de estações de recarga ou de carregamento, já que o driving range diário é suficiente: em casa, o carro pode ser carregado durante a noite e durante o trabalho a partir de um plug. Uma solução para a faixa operacional limitada é criar uma bateria para uma bateria padrão, permitindo que a bateria seja substituída em uma estação de serviço por um longo tempo em poucos minutos.

Compressor de ar do motor
O motor de ar é um motor de pistão livre de emissões que usa ar comprimido como fonte de energia. O primeiro carro a ar comprimido foi inventado por um engenheiro francês chamado Guy Nègre. A expansão do ar comprimido pode ser usada para acionar os pistões em um motor de pistão modificado. A eficiência da operação é obtida através do uso de calor ambiental em temperatura normal para aquecer o ar expandido frio do tanque de armazenamento. Esta expansão não adiabática tem o potencial de aumentar grandemente a eficiência da máquina. O único escape é o ar frio (-15 ° C), que também pode ser usado para condicionar o ar do carro. A fonte de ar é um tanque de fibra de carbono pressurizado. O ar é entregue ao motor através de um sistema de injeção bastante convencional. O design exclusivo da manivela dentro do motor aumenta o tempo durante o qual a carga de ar é aquecida a partir de fontes ambientais e um processo de dois estágios permite taxas de transferência de calor aprimoradas.

Bateria elétrica
Os veículos elétricos a bateria (BEVs), também conhecidos como veículos totalmente elétricos (AEVs), são veículos elétricos cujo principal armazenamento de energia está na energia química das baterias. Os BEVs são a forma mais comum do que é definido pelo CARB (California Air Resources Board) como veículo de emissão zero (ZEV) porque não produzem emissões de escape no ponto de operação. A energia elétrica transportada a bordo de um BEV para alimentar os motores é obtida a partir de uma variedade de químicas de baterias organizadas em baterias. Para reboques de grupos geradores de alcance adicional ou reboques de empurradores são algumas vezes usados, formando um tipo de veículo híbrido. As baterias usadas em veículos elétricos incluem “chumbo-ácido” inundado, tapete de vidro absorvido, baterias de NiCd, hidreto metálico de níquel, Li-ion, Li-poly e zinco-ar.

Tentativas de construir veículos elétricos movidos a bateria viáveis ​​e modernos começaram na década de 1950 com a introdução do primeiro carro elétrico moderno (transistor controlado) – o Henney Kilowatt, embora o conceito estivesse fora do mercado desde 1890. Apesar das fracas vendas de os primeiros veículos movidos a bateria, o desenvolvimento de vários veículos movidos a bateria continuou até meados dos anos 90, com modelos como o General Motors EV1 e o Toyota RAV4 EV.

Os carros movidos a bateria usavam principalmente baterias de chumbo-ácido e NiMH. A capacidade de recarga das baterias de chumbo-ácido é consideravelmente reduzida se descarregadas regularmente acima de 75%, tornando-as uma solução menos do que ideal. As baterias NiMH são a melhor escolha, mas são consideravelmente mais caras que o chumbo-ácido. Os veículos movidos a bateria de íon de lítio, como o Venturi Fetish e o Tesla Roadster, demonstraram recentemente excelente desempenho e alcance, e, no entanto, são usados ​​na maioria dos modelos de produção em massa lançados desde dezembro de 2010.

Solar
Um carro solar é um veículo elétrico alimentado por energia solar obtida a partir de painéis solares no carro. Painéis solares não podem atualmente ser usados ​​para fornecer diretamente um carro com uma quantidade adequada de energia neste momento, mas eles podem ser usados ​​para ampliar a gama de veículos elétricos. Eles correm em competições como o World Solar Challenge e o North American Solar Challenge. Esses eventos costumam ser patrocinados por agências governamentais, como o Departamento de Energia dos Estados Unidos, interessados ​​em promover o desenvolvimento de tecnologia de energia alternativa, como células solares e veículos elétricos. Tais desafios são frequentemente introduzidos pelas universidades para desenvolver os seus conhecimentos de engenharia e tecnologia, bem como os fabricantes de veículos automóveis, como a GM e a Honda.

O North American Solar Challenge é uma corrida de carros solares pela América do Norte. Originalmente chamado Sunrayce, organizado e patrocinado pela General Motors em 1990, foi renomeado como American Solar Challenge em 2001, patrocinado pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos e pelo National Renewable Energy Laboratory. Equipes de universidades nos Estados Unidos e no Canadá competem em um teste de longa distância de resistência e eficiência, dirigindo milhares de quilômetros em estradas regulares.

Nuna é o nome de uma série de veículos tripulados movidos a energia solar que venceram o desafio solar mundial na Austrália três vezes seguidas, em 2001 (Nuna 1 ou apenas Nuna), 2003 (Nuna 2) e 2005 (Nuna 3). Os Nunas são construídos por estudantes da Universidade de Tecnologia de Delft.

O desafio solar mundial é uma corrida de carros movidos a energia solar, com mais de 3.021 quilômetros (1.877 milhas), através da Austrália central, de Darwin a Adelaide. A corrida atrai equipes de todo o mundo, a maioria das quais são colocadas em campo por universidades ou corporações, embora algumas sejam colocadas em escolas secundárias.

Trev (veículo de energia renovável de dois lugares) foi projetado pela equipe e pelos estudantes da Universidade da Austrália do Sul. Trev foi exibido pela primeira vez no World Solar Challenge de 2005 como o conceito de um carro de passageiros eficiente e de baixa massa. Com 3 rodas e uma massa de cerca de 300 kg, o carro protótipo tinha velocidade máxima de 120 km / he aceleração de 0 a 100 km / h em cerca de 10 segundos. O custo de funcionamento do Trev é projetado para ser inferior a 1/10 do custo de funcionamento de um pequeno carro a gasolina.

Combustível dimetil éter
O dimetil éter (DME) é um combustível promissor em motores a diesel, motores a gasolina (30% DME / 70% GLP) e turbinas a gás devido ao seu alto índice de cetano, que é de 55, comparado ao diesel, que é 40-53. Apenas modificações moderadas são necessárias para converter um motor a diesel para queimar DME. A simplicidade deste curto composto de cadeia de carbono conduz durante a combustão a emissões muito baixas de material particulado, NOx, CO. Por estas razões, além de ser livre de enxofre, o DME atende até mesmo aos mais rigorosos regulamentos de emissões da Europa (EURO5), EUA ( EUA 2010) e Japão (2009 Japão). A Mobil está usando o DME em seu metanol para o processo de gasolina.

O DME está sendo desenvolvido como um biocombustível sintético de segunda geração (BioDME), que pode ser fabricado a partir de biomassa lignocelulósica. Atualmente, a UE está considerando o BioDME em seu potencial mix de biocombustíveis em 2030; O Grupo Volvo é o coordenador do projeto BioDME do Sétimo Programa-Quadro da Comunidade Europeia, onde a planta-piloto BioDME da Chemrec, baseada na gaseificação de licor negro, está em fase de conclusão em Piteå, na Suécia.

Veículos movidos a amônia
A amônia é produzida pela combinação de hidrogênio gasoso com nitrogênio do ar. A produção de amônia em larga escala usa gás natural como fonte de hidrogênio. A amônia foi usada durante a Segunda Guerra Mundial para abastecer ônibus na Bélgica, e em motores e aplicações de energia solar antes de 1900. A amônia líquida também alimentou o motor de foguete Reaction Motors XLR99, que impulsionou a aeronave de pesquisa hipersônica X-15. Embora não seja tão poderoso quanto outros combustíveis, não deixou fuligem no motor de foguete reutilizável e sua densidade corresponde aproximadamente à densidade do oxidante, o oxigênio líquido, que simplificou o projeto da aeronave.

A amônia tem sido proposta como uma alternativa prática ao combustível fóssil para motores de combustão interna. O poder calorífico da amônia é 22,5 MJ / kg (9690 BTU / lb), que é cerca de metade do diesel. Em um motor normal, no qual o vapor de água não é condensado, o valor calórico da amônia será cerca de 21% menor que este valor. Pode ser usado em motores existentes com apenas pequenas modificações nos carburadores / injetores.

Se produzido a partir do carvão, o CO2 pode ser prontamente sequestrado (os produtos de combustão são nitrogênio e água).

Motores de amônia ou motores de amônia, usando amônia como fluido de trabalho, têm sido propostos e usados ​​ocasionalmente. O princípio é semelhante ao usado em uma locomotiva sem fogo, mas com amônia como fluido de trabalho, em vez de vapor ou ar comprimido. Os motores de amônia foram usados ​​experimentalmente no século 19 por Goldsworthy Gurney no Reino Unido e em bondes em Nova Orleans. Em 1981, uma empresa canadense converteu um Chevrolet Impala 1981 para operar usando amônia como combustível.

Amônia e GreenNH3 estão sendo usados ​​com sucesso por desenvolvedores no Canadá, já que podem funcionar em motores a carvão ou faíscas com pequenas modificações, também o único combustível verde para motores a jato, e apesar de sua toxicidade não ser mais perigosa que gasolina ou GLP. Ele pode ser feito a partir de eletricidade renovável, e ter metade da densidade de gasolina ou diesel pode ser facilmente transportada em quantidades suficientes em veículos. Na combustão completa, não há emissões além de nitrogênio e vapor de água. A fórmula química de combustão é 4 NH3 + 3 O2 → 2 N2 + 6 H2O, 75% de água é o resultado.

Biocombustíveis

Bioálcool e Etanol
O primeiro veículo comercial que usou etanol como combustível foi o Ford Modelo T, produzido de 1908 a 1927. Ele foi equipado com um carburador com jato ajustável, permitindo o uso de gasolina ou etanol, ou uma combinação de ambos. Outros fabricantes de automóveis também forneceram motores para uso de combustível de etanol. Nos Estados Unidos, o álcool combustível foi produzido em alambiques de álcool de milho até que a Lei Seca criminalizou a produção de álcool em 1919. O uso de álcool como combustível para motores de combustão interna, isoladamente ou em combinação com outros combustíveis, expirou até o preço do petróleo. choques da década de 1970. Além disso, uma atenção adicional foi obtida por causa de suas possíveis vantagens econômicas ambientais e de longo prazo em relação ao combustível fóssil.

Tanto o etanol quanto o metanol foram usados ​​como combustível automotivo. Embora ambos possam ser obtidos a partir de petróleo ou gás natural, o etanol tem atraído mais atenção por ser considerado um recurso renovável, facilmente obtido a partir de açúcar ou amido em cultivos e outros produtos agrícolas como grãos, cana-de-açúcar, beterraba ou mesmo lactose. Como o etanol ocorre na natureza sempre que a levedura encontra uma solução de açúcar, como frutas muito maduras, a maioria dos organismos desenvolveu alguma tolerância ao etanol, enquanto o metanol é tóxico. Outras experiências envolvem o butanol, que também pode ser produzido pela fermentação de plantas. O apoio ao etanol vem do fato de que é um combustível de biomassa, que trata da mudança climática e das emissões de gases de efeito estufa, embora esses benefícios sejam altamente debatidos, incluindo o debate acalorado de 2008 sobre alimentos versus combustíveis.

A maioria dos carros modernos projetados para funcionar com gasolina é capaz de funcionar com uma mistura de 10% a 15% de etanol misturado à gasolina (E10-E15). Com uma pequena reformulação, os veículos movidos a gasolina podem funcionar com concentrações de etanol de até 85% (E85), o máximo estabelecido nos Estados Unidos e na Europa devido ao clima frio durante o inverno ou até 100% (E100) no Brasil, com um clima mais quente. O etanol tem cerca de 34% menos energia por volume do que a gasolina, consequentemente, os índices de economia de combustível com misturas de etanol são significativamente menores do que com gasolina pura, mas esse menor conteúdo de energia não se traduz diretamente em uma redução de 34% na milhagem, porque há muitos outros variáveis ​​que afetam o desempenho de um determinado combustível em um determinado motor, e também porque o etanol tem um índice de octanas mais alto, o que é benéfico para motores com alta taxa de compressão.

Por essa razão, para misturas de etanol puro ou alto ser atraente para os usuários, seu preço deve ser menor do que a gasolina para compensar a economia de combustível mais baixa. Como regra geral, os consumidores brasileiros são frequentemente aconselhados pela mídia local a usar mais álcool do que a gasolina em seu mix apenas quando os preços do etanol estão 30% mais baixos ou mais que a gasolina, já que o preço do etanol flutua fortemente dependendo dos resultados e safras sazonais. cana-de-açúcar e por região. Nos EUA, e com base nos testes da EPA para todos os modelos E85 de 2006, a economia média de combustível dos veículos E85 foi 25,56% menor do que a gasolina sem chumbo. A quilometragem avaliada pela EPA dos atuais veículos flex flex americanos poderia ser considerada ao fazer comparações de preços, embora o E85 tenha octanagem de cerca de 104 e possa ser usado como um substituto para a gasolina premium. Os preços do E85 no varejo regional variam muito nos EUA, com preços mais favoráveis ​​na região Centro-Oeste, onde a maior parte do milho é cultivada e o etanol é produzido. Em agosto de 2008, o spread médio dos EUA entre o preço do E85 e da gasolina foi de 16,9%, enquanto em Indiana foi de 35%, 30% em Minnesota e Wisconsin, 19% em Maryland, 12 a 15% na Califórnia e apenas 3% em Utah . Dependendo das capacidades do veículo, o preço de equilíbrio do E85 geralmente tem que ser entre 25 e 30% menor do que a gasolina.

Biodiesel
O principal benefício dos motores de combustão Diesel é que eles têm uma eficiência de queima de combustível de 44%; em comparação com apenas 25-30% nos melhores motores a gasolina. Além disso, o diesel tem um Densidade de Energia em volume ligeiramente maior que a gasolina. Isso faz com que os motores Diesel sejam capazes de atingir economia de combustível muito melhor do que os veículos a gasolina.

O biodiesel (éster metílico de ácido graxo) está comercialmente disponível na maioria dos estados produtores de sementes oleaginosas nos Estados Unidos. A partir de 2005, é um pouco mais caro do que o diesel fóssil, embora ainda seja comumente produzido em quantidades relativamente pequenas (em comparação com produtos de petróleo e etanol). Muitos fazendeiros que criam sementes oleaginosas usam uma mistura de biodiesel em tratores e equipamentos como uma questão de política, para fomentar a produção de biodiesel e aumentar a conscientização do público. Às vezes é mais fácil encontrar biodiesel em áreas rurais do que nas cidades. O biodiesel tem menor densidade energética do que o combustível diesel fóssil, portanto os veículos a biodiesel não são capazes de acompanhar a economia de combustível de um veículo movido a diesel movido a combustível fóssil, caso o sistema de injeção a diesel não seja redefinido para o novo combustível. Se o tempo de injeção for alterado para levar em conta o maior valor de cetano do biodiesel, a diferença na economia é insignificante. Como o biodiesel contém mais oxigênio que o diesel ou o óleo vegetal, ele produz as menores emissões dos motores a diesel e é mais baixo na maioria das emissões do que os motores a gasolina. O biodiesel tem uma maior lubricidade que o diesel mineral e é um aditivo no diesel de bombas europeu para redução de lubricidade e emissões.

Alguns carros movidos a diesel podem funcionar com pequenas modificações em óleos vegetais 100% puros. Óleos vegetais tendem a engrossar (ou solidificar se for óleo residual), em condições de clima frio, para que as modificações do veículo (um sistema de dois tanques com tanque diesel de partida / parada) sejam essenciais para aquecer o combustível antes de usar na maioria das circunstâncias . O aquecimento para a temperatura do líquido de arrefecimento do motor reduz a viscosidade do combustível, para a faixa citada pelos fabricantes do sistema de injeção, para sistemas anteriores aos sistemas de ‘common rail’ ou ‘unidade de injeção (VW PD)’. O óleo vegetal usado, especialmente se usado por muito tempo, pode ficar hidrogenado e ter maior acidez. Isso pode causar espessamento de combustível, danos no motor e danos no sistema de combustível. O biodiesel não tem esse problema, pois é quimicamente processado para ser PH neutro e baixa viscosidade. Os modernos motores diesel de baixa emissão (na maioria das vezes compatíveis com Euro -3 e -4), típicos da produção atual na indústria européia, exigiriam modificações extensivas do sistema de injeção, bombas e vedações etc. devido às pressões operacionais mais altas, que são projetadas mais finas diesel mineral (aquecido) do que nunca, para atomização, se eles usassem óleo vegetal puro como combustível. Combustível de óleo vegetal não é adequado para estes veículos como eles são atualmente produzidos. Isso reduz o mercado, pois números crescentes de novos veículos não são capazes de usá-lo. No entanto, a empresa alemã Elsbett produziu com sucesso sistemas de combustível de óleo vegetal de tanque único por várias décadas e trabalhou com a Volkswagen em seus motores TDI. Isso mostra que é tecnologicamente possível usar óleo vegetal como combustível em motores diesel de alta eficiência / baixa emissão.

A Greasestock é um evento realizado anualmente em Yorktown Heights, Nova York, e é uma das maiores vitrines de veículos que usam óleo usado como biocombustível nos Estados Unidos.

Biogás
Biogás comprimido pode ser usado para motores de combustão interna após a purificação do gás bruto. A remoção de H2O, H2S e partículas pode ser vista como padrão produzindo um gás com a mesma qualidade do Gás Natural Comprimido. O uso de biogás é particularmente interessante para climas onde o calor residual de uma usina de energia movida a biogás não pode ser usado durante o verão.

Carvão
Na década de 1930, Tang Zhongming fez uma invenção usando abundantes recursos de carvão para o mercado automobilístico chinês. O carro movido a carvão foi mais tarde usado intensivamente na China, servindo ao exército e transportador após a explosão da Segunda Guerra Mundial.

Gás natural comprimido (GNC)
Gás natural comprimido de alta pressão, composto principalmente de metano, que é usado para abastecer motores de combustão normal em vez de gasolina. A combustão de metano produz a menor quantidade de CO2 de todos os combustíveis fósseis. Os carros a gasolina podem ser adaptados para o GNV e tornar-se bifurto Veículos a gás natural (GNV) à medida que o tanque de gasolina é mantido. O motorista pode alternar entre GNV e gasolina durante a operação. Veículos a gás natural (GNV) são populares em regiões ou países onde o gás natural é abundante. O uso difundido começou no Vale do Rio Pó, na Itália, e mais tarde se tornou muito popular na Nova Zelândia nos anos 80, embora seu uso tenha diminuído.

Veículos de GNV são comuns na América do Sul, onde esses veículos são usados ​​principalmente como táxis nas principais cidades da Argentina e do Brasil. Normalmente, os veículos a gasolina padrão são adaptados em lojas especializadas, que envolvem a instalação do cilindro de gás no porta-malas e do sistema de injeção de GNC e eletrônicos. A frota brasileira de GNV está concentrada nas cidades do Rio de Janeiro e São Paulo. A Pike Research informa que quase 90% dos GNVs na América Latina têm motores bicombustíveis, permitindo que esses veículos funcionem com gasolina ou GNV.

Em 2006, a subsidiária brasileira da FIAT introduziu o combustível Fiat Siena Tetra, um carro de quatro combustíveis desenvolvido pela Magneti Marelli da Fiat Brasil. Este automóvel pode funcionar com 100% de etanol (E100), E25 (mistura de gasolina normal a etanol do Brasil), gasolina pura (não disponível no Brasil) e gás natural, e alterna da mistura gasolina-etanol para CNG automaticamente, dependendo da potência exigido pelas condições da estrada. Outra opção existente é reformar um veículo de combustível flexível de etanol para adicionar um tanque de gás natural e o sistema de injeção correspondente. Alguns táxis em São Paulo e no Rio de Janeiro operam com essa opção, permitindo que o usuário escolha entre três combustíveis (E25, E100 e CNG) de acordo com os preços de mercado atuais da bomba. Veículos com essa adaptação são conhecidos no Brasil como carros “tri-fuel”.

HCNG ou Gás Natural Comprimido enriquecido com Hidrogênio para uso automotivo é pré-misturado na estação de hidrogênio.

Ácido fórmico
O ácido fórmico é usado convertendo-o primeiro em hidrogênio e usando isso em uma célula de combustível. O ácido fórmico é muito mais fácil de armazenar do que o hidrogênio.

Hidrogênio
Um carro movido a hidrogênio é um automóvel que utiliza o hidrogênio como principal fonte de energia para a locomoção. Esses carros geralmente usam o hidrogênio em um dos dois métodos: combustão ou conversão de célula de combustível. Na combustão, o hidrogênio é “queimado” em motores basicamente do mesmo modo que os carros a gasolina tradicionais. Na conversão de células de combustível, o hidrogênio é transformado em eletricidade através de células de combustível que, então, alimentam os motores elétricos. Com qualquer método, o único subproduto do hidrogênio gasto é a água, no entanto, durante a combustão com o ar, o NOx pode ser produzido.

A Honda introduziu seu veículo com célula de combustível em 1999, chamado de FCX, e desde então introduziu a segunda geração do FCX Clarity. O marketing limitado do FCX Clarity, baseado no modelo conceitual de 2007, começou em junho de 2008 nos Estados Unidos, e foi introduzido no Japão em novembro de 2008. O FCX Clarity estava disponível nos EUA somente em Los Angeles, onde 16 hidrogênio Estações de abastecimento estão disponíveis, e até julho de 2009, apenas 10 motoristas alugaram o Clarity por US $ 600 por mês. Na Conferência Mundial de Energia de Hidrogênio de 2012, a Daimler AG, Honda, Hyundai e Toyota confirmaram planos para produzir veículos movidos a célula de hidrogênio até 2015, com alguns tipos planejados para entrar no showroom em 2013. De 2008 a 2014, a Honda arrendou um total de 45 unidades FCX nos EUA.

Atualmente, existe um pequeno número de protótipos de carros movidos a hidrogênio, e uma quantidade significativa de pesquisas está em andamento para tornar a tecnologia mais viável. O motor de combustão interna comum, geralmente abastecido com gasolina (gasolina) ou líquidos diesel, pode ser convertido para funcionar com hidrogênio gasoso. No entanto, o uso mais eficiente do hidrogênio envolve o uso de células de combustível e motores elétricos em vez de um motor tradicional. O hidrogênio reage com o oxigênio dentro das células de combustível, que produz eletricidade para alimentar os motores. Uma área principal de pesquisa é o armazenamento de hidrogênio, para tentar aumentar a gama de veículos movidos a hidrogênio, reduzindo o peso, o consumo de energia e a complexidade dos sistemas de armazenamento. Dois métodos principais de armazenamento são hidretos de metal e compressão. Alguns acreditam que os carros a hidrogênio nunca serão economicamente viáveis ​​e que a ênfase nessa tecnologia é um desvio do desenvolvimento e da popularização de carros híbridos mais eficientes e de outras tecnologias alternativas.

Um estudo da The Carbon Trust para o Departamento de Energia e Mudança Climática do Reino Unido sugere que as tecnologias de hidrogênio têm o potencial de entregar o transporte do Reino Unido com emissões quase nulas, reduzindo a dependência do petróleo importado e reduzindo a geração renovável. No entanto, as tecnologias enfrentam desafios muito difíceis, em termos de custo, desempenho e política.

Carro nitrogênio líquido
O nitrogênio líquido (LN2) é um método de armazenamento de energia. A energia é usada para liquefazer o ar e, em seguida, o LN2 é produzido por evaporação e distribuído. O LN2 é exposto ao calor ambiente no carro e o gás de nitrogênio resultante pode ser usado para alimentar um motor de pistão ou turbina. A quantidade máxima de energia que pode ser extraída do LN2 é de 213 Watt-horas por kg (W • h / kg) ou 173 W • h por litro, em que um máximo de 70 W • h / kg pode ser utilizado com um isotérmico processo de expansão. Tal veículo com um tanque de 350 litros pode atingir faixas similares a um veículo movido a gasolina com um tanque de 50 litros (13 galões). Motores futuros teóricos, usando ciclos de cobertura em cascata, podem melhorar isso para cerca de 110 W • h / kg com um processo de expansão quase isotérmico. As vantagens são zero emissões nocivas e densidades de energia superiores em comparação com um veículo de ar comprimido, bem como ser capaz de reabastecer o tanque em questão de minutos.

Gás Natural Liquefeito (GNL)
O gás natural liquefeito é o gás natural que foi resfriado até o ponto em que se torna um líquido criogênico. Neste estado líquido, o gás natural é mais de 2 vezes mais denso que o GNV altamente comprimido. Os sistemas de combustível de GNL funcionam em qualquer veículo capaz de queimar gás natural. Ao contrário do GNV, que é armazenado a alta pressão (tipicamente 3000 ou 3600 psi) e depois regulado para uma pressão mais baixa que o motor pode aceitar, o GNL é armazenado a baixa pressão (50 a 150 psi) e simplesmente vaporizado por um permutador de calor antes de entrar os dispositivos de medição de combustível para o motor. Por causa de sua alta densidade de energia em comparação com o GNV, é muito adequado para aqueles interessados ​​em longas distâncias enquanto trabalham com gás natural.

Nos Estados Unidos, a cadeia de suprimento de GNL é a principal coisa que impediu que essa fonte de combustível crescesse rapidamente. A cadeia de fornecimento de GNL é muito análoga à do diesel ou da gasolina. Primeiro, o gasoduto gasoduto é liquefeito em grandes quantidades, o que é análogo ao refino de gasolina ou diesel. Então, o GNL é transportado via semi-reboque para as estações de combustível, onde é armazenado em tanques a granel até ser distribuído em um veículo. O GNC, por outro lado, requer uma compressão dispendiosa em cada estação para encher as cascatas de cilindros de alta pressão.

Autogas (GLP)
GLP ou gás liquefeito de petróleo é uma mistura de gás liquefeito de baixa pressão composta principalmente de propano e butano que queima em motores de combustão convencionais a gasolina com menos CO2 do que a gasolina. Os carros a gasolina podem ser adaptados para o GPL, também conhecido como Autogas, e tornarem-se veículos bifuel enquanto o tanque de gasolina permanece. Você pode alternar entre GLP e gasolina durante a operação. Estima-se 10 milhões de veículos em todo o mundo.

Existem 17,473 milhões de veículos movidos a GLP em todo o mundo em dezembro de 2010, e os principais países são a Turquia (2,394 milhões de veículos), Polônia (2,325 milhões) e Coréia do Sul (2,3 milhões). Nos EUA, 190.000 veículos rodoviários usam propano e 450.000 empilhadeiras o usam para energia. Considerando que é proibido no Paquistão (DEC 2013), pois é considerado um risco para a segurança pública pela OGRA.

A Hyundai Motor Company iniciou as vendas do Elantra LPI Hybrid no mercado interno sul-coreano em julho de 2009. O Elantra LPI (Liquefied Petroleum Injected) é o primeiro veículo elétrico híbrido do mundo a ser alimentado por um motor de combustão interna construído para operar com gás liquefeito de petróleo. (GLP) como combustível.

Vapor
Um carro a vapor é um carro que tem um motor a vapor. Madeira, carvão, etanol ou outros podem ser usados ​​como combustível. O combustível é queimado em uma caldeira e o calor converte a água em vapor. Quando a água se transforma em vapor, ela se expande. A expansão cria pressão. A pressão empurra os pistões para frente e para trás. Isso faz com que o eixo de transmissão gire as rodas para frente. Funciona como um trem a vapor movido a carvão ou um barco a vapor. O carro a vapor foi o próximo passo lógico no transporte independente.

Os carros a vapor demoram muito para começar, mas alguns podem atingir velocidades superiores a 160 km / h. O modelo final, Doble Steam Cars, poderia ser colocado em condições operacionais em menos de 30 segundos, tinha altas velocidades de topo e aceleração rápida, mas era caro comprar.

Um motor a vapor usa combustão externa, ao contrário da combustão interna. Carros movidos a gasolina são mais eficientes, com cerca de 25% a 28% de eficiência. Em teoria, um motor a vapor de ciclo combinado no qual o material de combustão é usado pela primeira vez para acionar uma turbina a gás pode produzir 50% a 60% de eficiência. No entanto, exemplos práticos de carros com motor a vapor funcionam com apenas 5 a 8% de eficiência.

O mais conhecido e mais vendido carro a vapor era o Stanley Steamer. Usou uma caldeira compacta de tubo de fogo sob o capô para alimentar um motor simples de dois pistões que estava conectado diretamente ao eixo traseiro. Antes de Henry Ford introduzir o financiamento de pagamentos mensais com grande sucesso, os carros eram tipicamente adquiridos de forma definitiva. É por isso que o Stanley foi mantido simples; para manter o preço de compra acessível.

O vapor produzido em refrigeração também pode ser usado por uma turbina em outros tipos de veículos para produzir eletricidade, que pode ser empregada em motores elétricos ou armazenada em uma bateria.

A energia a vapor pode ser combinada com um motor padrão baseado em óleo para criar um híbrido. A água é injetada no cilindro depois que o combustível é queimado, quando o pistão ainda é superaquecido, geralmente a temperaturas de 1500 graus ou mais.A água será instantaneamente vaporizada em vapor, aproveitando o calor que seria desperdiçado.

Gás de madeira O gás de
madeira pode ser usado para alimentar carros com motores de combustão interna comuns se um gaseificador de madeira estiver conectado. Isso foi bastante popular durante a Segunda Guerra Mundial em vários países europeus e asiáticos, porque a guerra impedia o acesso fácil e econômico ao petróleo.

Herb Hartman de Woodward, Iowa atualmente dirige um Cadillac movido a madeira. Ele alega ter anexado o gasificador ao Cadillac por apenas US $ 700. Hartman afirma: “Um funil cheio vai cerca de cinquenta milhas, dependendo de como você dirigi-lo”, e acrescentou que dividir a madeira foi “mão de obra intensiva. Essa é a grande desvantagem. ”