Um carro pode ser uma coisa maravilhosa. Pode levá-lo onde quiser, sempre que quiser – mesmo quando estes lugares não são servidos por transportes públicos. Na verdade, grande parte da vida moderna seria impossível sem carros. Ajudam-nos a chegar aos nossos empregos, escolas, supermercados ou até mesmo ao centro comercial local. Infelizmente, por mais maravilhosos que sejam os automóveis, também têm graves desvantagens. Duas destas desvantagens são que muitas vezes custam muito dinheiro para manter e poluir a atmosfera com gases nocivos. A poluição atmosférica tornou-se um problema grave em muitas zonas urbanas e, com os preços da gasolina a níveis recorde, o motor de combustão interna pode tornar-se em breve um luxo que a sociedade simplesmente não pode suportar.

Poucas pessoas defenderiam o abandono total dos automóveis, mas existe uma maneira de ter a energia e a conveniência de um carro sem a poluição e as despesas causadas pela queima de gasolina? Felizmente, há. Muitas pessoas pensam que os automóveis de um futuro não muito distante serão alimentados não pela gasolina, mas pela eletricidade. Na verdade, estes carros elétricos não são nada de novo. Os veículos elétricos existem desde a primeira metade do século XIX; no entanto, mesmo agora no século XXI, os motores de combustão interna ainda dominam. Mas porque é que os carros elétricos não se tornaram populares?

O coração de um carro elétrico é a sua bateria. Ao contrário da maioria das baterias dos carros, que ligam principalmente o motor e acionam acessórios como rádio ou ar condicionado, a bateria de um carro elétrico faz com que tudo funcione. Mais importante ainda, opera o motor elétrico – ou, mais precisamente, opera um controlador que, por sua vez, aciona o motor elétrico – pelo que tem de ser suficientemente potente e durável para levar os condutores onde precisam de ir com um mínimo de recarga. Até recentemente, nenhuma bateria fiável e produzida em massa que pudesse tornar os carros elétricos competitivos com a FPO alimentada a gás fabricada. No entanto, isto está a começar a mudar. Os carros elétricos tornaram-se viáveis e já estão fora das linhas de montagem dos principais fabricantes de automóveis.

TIPOS DE BATERIAS PARA CARROS ELÉTRICOS

Uma bateria é um dispositivo que armazena energia química e converte-se em eletricidade. Uma bateria é constituída por uma ou mais células eletroquímicas, cada uma das quais consiste em duas meias células ou elétrodos. Uma meia célula, chamada elétrodo negativo, tem uma abundância excessiva de partículas subatómicas minúsculas e negativamente carregadas, chamadas eletrões. O outro, chamado elétrodo positivo, tem um défice de eletrões. Quando as duas metades estiverem ligadas por um fio elétrico ou por cabo, os eletrões fluirão do elétrodo negativo para o positivo. Chamamos a isto eletricidade de fluxo de eletrões. A energia destes eletrões em movimento pode ser aproveitada para operar um motor, por exemplo. À medida que os eletrões se movem para o lado positivo, o fluxo diminui gradualmente e a tensão da eletricidade produzida pela bateria cai. Eventualmente, quando há tantos eletrões no lado positivo como no lado negativo, a bateria é considerada “morta” e já não é capaz de produzir um fluxo elétrico.

Os eletrões são gerados por reações químicas e existem muitas reações químicas diferentes que são usadas em baterias disponíveis comercialmente. Por exemplo, baterias alcalinas conhecidas comumente usadas em lanternas e controlos remotos de televisão geram eletricidade através de uma reação química envolvendo zinco e óxido de manganésio. A maioria das baterias alcalinas são consideradas uma bateria descartável. Uma vez mortos, são inúteis e devem ser reciclados. As baterias dos automóveis, por outro lado, precisam de ser recarregáveis, para que não exijam uma substituição constante. Numa bateria recarregável, a energia elétrica é usada para inverter as metades negativas e positivas das células eletroquímicas, reiniciando o fluxo de eletrões.

Os fabricantes de automóveis identificaram três tipos de bateria recarregável como adequados para uso em carros elétricos. Estes tipos são pilhas de ácido chumbo, baterias de hidrús de níquel-metal (NiMH) e baterias de iões de lítio.

As baterias de ácido de chumbo foram inventadas em 1859 e são a forma mais antiga de bateria recarregável ainda em uso. Têm sido utilizados em todos os tipos de carros – incluindo carros elétricos – desde o século XIX. As baterias de ácido de chumbo são do tipo de bateria molhada e geralmente contêm uma solução de ácido sulfúrico num recipiente aberto. O nome vem da combinação de elétrodos de chumbo e ácido usados para gerar eletricidade nestas baterias. A principal vantagem das baterias de ácido de chumbo é que, após tantos anos de utilização, são bem conhecidas e baratas, no entanto, produzem gases perigosos durante a utilização e, se a bateria estiver sobrecarregada, existe o risco de explosão.

As baterias de hidreto metálico de níquel foram utilizadas comercialmente no final da década de 1980, têm uma elevada densidade energética – ou seja, uma grande quantidade de energia pode ser armazenada numa bateria relativamente pequena – e não contêm metais tóxicos, por isso são fáceis de reciclar.

As baterias de iões de lítio, que começaram a ser usadas comercialmente no início da década de 1990, têm uma densidade energética muito elevada e são menos propensos a perder carga quando não estão a ser utilizadas – uma propriedade chamada auto-descarga. Devido ao seu peso leve e à sua baixa necessidade de manutenção, as baterias de iões de lítio são amplamente utilizadas em dispositivos eletrónicos. Alguns especialistas acreditam que as baterias de iões de lítio são a ciência mais próxima de alguma vez desenvolver uma bateria recarregável perfeita, e este tipo de bateria é atualmente a melhor opção para alimentar carros elétricos. Uma variação das baterias de iões de lítio, chamadas baterias de polímeros de iões de lítio, também pode ser valiosa para o futuro dos EV. Estas baterias podem custar menos para construir do que as baterias de iões de lítio; no entanto, atualmente, as baterias de polímeros de iões de lítio têm um custo de produção muito elevado.

CARREGAMENTO DE CARROS ELÉTRICOS

Alguns veículos elétricos têm sistemas de carregamento rápido, que podem recarregar até 25% da bateria em 10 minutos, mas a maioria dos recarregadores existentes demora 3 a 10 horas a carregar a bateria de um carro elétrico a toda a potência usando a eletricidade doméstica normal.

Uma vez recarregado um EV, até onde irá antes de ter de ser recarregado novamente? Isto depende de vários fatores, incluindo o tipo de bateria no veículo. Os EV que utilizam baterias de ácido de chumbo têm o alcance mais curto – cerca de 130km com uma única carga. As baterias NiMH funcionam melhor, com uma autonomia de cerca de 200 km por carga. É aqui que se destacam as baterias de iões de lítio, com uma autonomia superior a 350km por carga. Se a distância do carro é a consideração mais importante, as baterias de iões de lítio são as que deve escolher.

A gama de um EV pode ser alargada ainda mais com uma tecnologia conhecida como travagem regenerativa, que utiliza a energia cinética dos travões do carro para recarregar rapidamente a bateria. Em condições ideais de condução, a travagem regenerativa pode estender a autonomia do carro até 50%, embora na maioria das situações o ganho de autonomia seja menor.

Atualmente existem poucos postos de carregamento, mas os fabricantes de automóveis elétricos estão a planear construir postos de carregamento para que a infraestrutura esteja pronta quando os clientes começarem a conduzir veículos elétricos. A Tesla fez um acordo com uma grande cadeia de hotéis para fornecer postos de carregamento para clientes que queiram recarregar os seus veículos durante a noite. Uma das vantagens dos postos de carregamento é que podem recarregar os carros mais rapidamente do que um sistema de recarga domiciliária, embora seja improvável que os veículos entrem e saiam tão rapidamente como num posto de gasolina. Infelizmente, pode demorar algum tempo até que as estações de recarga estejam disponíveis para manter os proprietários de EV recarregados em viagens longas.

VANTAGENS DOS EVS

A vantagem mais óbvia das baterias de carros elétricos é que não produzem a poluição associada aos motores de combustão interna. No entanto, continuam a ter custos ambientais. A eletricidade usada para recarregar baterias EV tem de vir de algum lugar, e agora a maior parte da eletricidade é gerada pela queima de combustíveis fósseis. É claro que produz poluição. Mas como é que a poluição produzida pela queima de combustíveis fósseis para recarregar baterias de carros elétricos em comparação com a poluição produzida pelos motores de combustão interna? De acordo com a Canadian Electric Vehicle Association, ou EVAC, até os EV recarregados de geradores elétricos movidos a carvão reduzem as emissões de carbono em quase metade. Os EV recarregados de formas mais limpas de produção de eletricidade, como as centrais hidroelétricas e nucleares, podem reduzir as emissões de carbono para menos de um por cento das atualmente produzidas por motores de combustão interna. Portanto, mesmo no pior cenário, os carros operados por baterias EV são mais limpos do que os carros movidos a gás.

Outra vantagem importante dos motores movidos a bateria sobre os motores a gás é o menor custo do combustível – isto é, eletricidade para os VE e gás para motores de combustão interna. O Departamento de Energia dos Estados Unidos calculou que um EV típico pode correr 60 km com um dólar de eletricidade. Só uma redução substancial do custo da gasolina poderia dar aos automóveis movidos a gasolina um custo tão baixo por quilómetro.

Outra vantagem destas baterias recarregáveis é que reciclam bem. Quase 100% destas baterias podem ser recicladas, o que evita que as baterias velhas se tornem um problema de eliminação.

DESVANTAGENS DOS EV

A principal desvantagem dos carros elétricos é o tempo necessário para recarregar as baterias. Com a tecnologia das baterias de iões de lítio, um EV totalmente carregado pode percorrer uma distância comparável a um veículo com motor de combustão interna com o tanque cheio de gasolina, mas ainda precisa de ser colocado num recarregador no final desse tempo. Neste momento, isto significa que um VE drenado ficará fora de serviço por várias horas antes de ser totalmente recarregado. Claro que é uma desvantagem grave. No futuro, a tecnologia de recarga mais rápida poderá estar disponível, mas a curto prazo, os carros elétricos não serão os veículos de eleição para viagens longas. Ainda assim, a maior parte da direção é feita relativamente perto de casa e, por esta razão, a bateria vai servir assim como a da gasolina. Uma solução possível para a situação de recarga podem ser estações de substituição de baterias, onde em vez de recarregar o seu EV pode simplesmente trocar a sua bateria esgotada por uma totalmente carregada.

Outra desvantagem das baterias de carros elétricos é o seu peso. Uma vez que precisam de fazer mais do que as baterias tradicionais dos carros, as baterias dos carros elétricos precisam de ser ligadas a matrizes, ou baterias, para fornecer energia adicional. Estas coleções de baterias são pesadas. A bateria de iões de lítio num Tesla Roadster pesa cerca de 450 kg. É muito peso para transportar e pode reduzir muito a gama do carro. No entanto, os designers de roadsters compensaram o peso da bateria com uma moldura leve e painéis corporais. Todo o carro pesa apenas 1.220,2 kg – nada muito pesado quando se considera que mais de um terço desse peso é a bateria.

Dada a importância da bateria para um carro elétrico, pode perguntar-se o que acontecerá à medida que a bateria envelhece. Quanto tempo vai conseguir ligar o carro? E quando finalmente morre, pode ser substituído ou é simplesmente mais económico comprar um carro novo?

O CICLO DE VIDA DE UMA BATERIA DE CARRO ELÉTRICO

Quanto tempo dura a bateria de um carro elétrico? A bateria de iões de lítio da Tesla foi concebida para ter uma vida útil de cerca de 5 anos ou 160.000 km. No final deste período, o pacote terá de ser substituído, com um custo de aproximadamente 10.000 euros. É caro, mas muitos proprietários, talvez a maioria, preferem, sem dúvida, substituir a bateria em vez de comprar um veículo novo.

É certo que os custos de manutenção da bateria aumentarão os custos de funcionamento de qualquer VE. As pilhas utilizadas nos EV serão mantidas firmemente contidas, pelo que provavelmente terá de levar o seu EV à concessionária para que a sua bateria seja reparada. Outro ponto a ter em conta é que esta é uma tecnologia relativamente nova hoje em dia. À medida que os E.C.A. se tornam mais comuns nas estradas, alguns dos preços elevados associados a elas diminuirão.