Turbinas de potência

​​​​​​​Tratamento de ar em veículos comerciais

• O tratamento de ar envolve o gerenciamento e controle do fluxo de ar dentro de motores e sistemas de células de combustível. 
• Engloba a admissão de ar, sua compressão e o escape dos gases. Nos ICEs, o tratamento de ar é fundamental para garantir que o ar limpo esteja disponível para a combustão de combustível para otimizar o desempenho e controlar as emissões.
• Nos sistemas de PEM FC, a arquitetura e a tecnologia de tratamento de ar evoluíram de sistemas de baixa pressão para compressores eletrônicos de alta pressão. Agora está avançando em direção aos e-turbos. 
• Esses desenvolvimentos são impulsionados pela necessidade de fornecimento eficiente de ar para a célula de combustível, garantindo maior densidade de potência e eficiência otimizada do sistema. 
• Na PEM FC, o ar (oxigênio) puxa o próton pela membrana PEM, permitindo que o elétron funcione. 
• Quanto mais ar é movido, mais elétrons (corrente) são gerados, o que resulta em mais potência. 

Evolução dos motores de combustão interna (ICE)

• Os motores de combustão interna queimam combustível com ar dentro de um motor para criar energia. 
• O processo envolve desenhar ar e combustível em uma câmara de combustão e comprimir e inflamar a mistura para gerar uma explosão que impulsiona um pistão. 
• Esse movimento é então convertido em força rotativa, alimentando tudo, desde veículos até geradores com eficiência notável. 
• O sistema originalmente dependia da interação de ar e combustíveis fósseis como gasolina ou diesel, mas agora também inclui combustíveis alternativos como biocombustíveis, amônia e hidrogênio. 
• A tecnologia de ICE avançou com melhorias na eficiência de combustível, reduções de emissões e adaptação a combustíveis renováveis. No entanto, a busca por fontes de energia mais limpas ainda requer explorar tecnologias como a célula de combustível de membrana de troca de prótons (PEM FC).

Como funciona uma PEM FC?

• Uma célula de combustível de membrana de troca de prótons (PEM FC) gera energia por meio de reações eletroquímicas.
• O hidrogênio gasoso é alimentado no lado do ânodo e o oxigênio no
  cátodo.
• No ânodo, as moléculas de hidrogênio são separadas em prótons e elétrons.
• Os elétrons viajam por um circuito externo, criando eletricidade.
• Os prótons passam pela membrana até o cátodo.
• No cátodo, os prótons se reúnem com elétrons e reagem
  com o oxigênio.
• Os únicos subprodutos são água e calor. 
• As FCs PEM permitem operações de longo alcance e pesadas com
  reabastecimento rápido para veículos comerciais, garantindo eficiência
  e confiabilidade.

Do ICE ao PEM FC: a evolução do tratamento do ar

• Os ICEs usam energia desperdiçada do escape, enquanto as FCs PEM exigem motores elétricos de alta velocidade para o tratamento do ar. Os e-compressores e e-turbos de alta pressão foram desenvolvidos para melhorar a eficiência e o desempenho.
• Com os ICEs, alguma contaminação do óleo é aceitável, no entanto, as FCs PEM precisam de um suprimento de ar livre de óleo para evitar a degradação da membrana.
• Os E-turbos nas FCs PEM aproveitam a energia desperdiçada para reduzir o tamanho do motor e a carga parasitária, melhorando a economia de combustível e a densidade de potência. Os E-turbos também melhora a capacidade de altitude, fornecendo ar quando a demanda de potência do compressor e o potencial de recuperação de energia são mais elevados.
• Apesar dessas diferenças, a arquitetura básica de tratamento de ar nas FCs PEM permanece a mesma.