A organização das 24 Horas de Le Mans trabalha desde 2018 para a introdução de uma nova classe dentro de sua competição que a princípio ganhou o nome de H2. A ideia é que carros elétricos que utilizem célula de combustível ou com motores a combustão a hidrogênio possam participar. E a Toyota mostrou no último final de semana que tem muito interesse neste passo.

A montadora japonesa já vem trabalhando desde 2021 em projeto de um modelo de competição que utiliza um motor a combustão abastecido com hidrogênio. O Projeto Motor já contou detalhes do funcionamento da tecnologia quando o Corolla Sport adaptado para receber esse combustível fez sua estreia ao participar das 24 Horas de Fuji de 2021.

Em dezembro de 2022, o veículo voltou à pista na Idemitsu 1500 Super Endurance, prova de cerca de 25 Horas que acontece anualmente no circuito de Chang, na Tailândia. O modelo chegou ao final das duas competições e, apesar de mostrar que ainda precisa de evolução principalmente na questão de autonomia, deu sinais de que a tecnologia está evoluindo.

Diante dos bons sinais, por que não dar mais um passo audacioso no projeto? Sendo assim, a Toyota revelou durante a programação de eventos em Le Mans o seu protótipo conceito GR H2 equipado com um motor a combustão a hidrogênio, com o qual pretende iniciar o desenvolvimento para participar em breve das 24 Horas de Le Mans.

A ideia da ACO (clube que organiza a prova francesa de 24 Horas) é que a nova classe possa estrear em 2026. E que ela sirva de empurrão para que passe a competir pela vitória geral da corrida ou até se tornar a divisão principal a partir de 2030.

Não só com o lançamento de seu conceito, mas até pelo seu programa com o Corolla Sport a hidrogênio e o engajamento pessoal do próprio CEO da Toyota, Akio Toyoda, que inclusive participou das corridas em Fuji e Chang como piloto para promover a tecnologia, a montadora japonesa mostra que está mais do que no barco.

O projeto a hidrogênio

O projeto de ter uma classe neutra em emissão de carbono através da utilização de hidrogênio é algo que está sendo gerido nos últimos anos pela ACO com muito cuidado. A ideia é não colocar a nova tecnologia na pista antes que ela esteja devidamente maturada. Um desempenho muito ruim poderia ser uma péssima publicidade e poderia até mesmo desmotivar o seu desenvolvimento.

Por isso mesmo, o lançamento da classe já foi adiado pelo menos duas vezes. Existe uma projeção atual de uma participação como projeto experimental na Garagem 56 em 2025, para uma real introdução da classe em 26.

Algumas empresas já estão trabalhando nos últimos anos junto com a ACO para o desenvolvimento desta classe. Entre elas está a GreenGT, que construiu o primeiro carro conceito de competição a hidrogênio, a Red Bull Advanced Technologies e a Oreca.

Bernard Niclot, consultor da ACO para o projeto da classe a hidrogênio, disse recentemente ao site Motorsport que o trabalho está sendo realizado para que os modelos já cheguem na pista com uma boa competitividade contra os convencionais movidos a gasolina. Mas admite que para cumprir esse objetivo, ainda existe um árduo caminho de desenvolvimento da tecnologia pela frente.

“Nós acreditamos que um carro a hidrogênio pode ser competitivo em Le Mans contra os carros a gasolina, mas é um grande desafio. Consideramos viável, e o estudo da Red Bull Advanced Technology claramente mostra que o alvo de desempenho é alcançável. Mas por outro lado, não é fácil”, explicou o dirigente.

“Por enquanto, temos documentos com bons estudos, mas você tem que provar isso na pista e todos nós sabemos que da engenharia para a pista existem diferenças. Está claro que não é fácil para ninguém construir um carro desse e termos que ter certeza que seremos competitivos. E as montadoras que querem participar desta categoria, de alguma forma, estão tomando algum risco”, continuou.

Além de Toyota, sabe-se que a coreana Hyundai, que, assim como os japoneses, até já possuem carros a hidrogênio de rua no mercado, tem mostrado bastante interesse na nova classe de Le Mans e até participando, mais de longe e de forma mais consultiva, com trocas de informações sobre a tecnologia.

A expectativa, no entanto, é que outras montadoras ou empresas de tecnologia do setor automotivo devem se apresentar como interessados quando o projeto começar a mostrar os primeiros resultados em pista.

Os dois tipos de modelos

A ideia da ACO e do projeto H2, a princípio, era de ter carros equipados a célula de combustível. Esse tipo de modelo é um carro elétrico, mas que em vez de ser recarregado por eletricidade externa, utilizam uma reação eletroquímica para gerar energia.

No processo, é utilizada uma membrana de eletrólito com um eletrodo positivo e um negativo. O hidrogênio é introduzido no segundo enquanto oxigênio coletado do ar vai para o primeiro. As moléculas de hidrogênio se decompõem em prótons e elétrons devido a uma reação eletroquímica no catalisador da célula de combustível.

Os prótons então viajam através da membrana para o lado positivo. Já os elétrons são forçados a viajar através de um circuito externo para realizar trabalho (fornecendo energia ao carro elétrico) e então se recombinam com os prótons no lado do positivo onde os prótons, elétrons e moléculas de oxigênio se combinam para formar água.

Assim, a energia gerada vai para o motor elétrico que gera movimento no eixo. Do outro lado, existe uma eliminação de água resultante do processo e ar morno, sem nenhuma emissão de gases poluentes.

A autonomia deste carro é ditada pela quantidade utilizada de hidrogênio (já que o oxigênio é coletado direto do ar) e da capacidade do tanque do gás instalado no carro. De tempos em tempos, ele precisa ser reabastecido.

O projeto da Toyota utiliza hidrogênio de uma outra forma. Em vez de usar um motor elétrico, a unidade de potência tem em seu coração um propulsor a combustão que é basicamente o mesmo utilizado pelos veículos a gasolina. São necessárias algumas adaptações importantes no tanque, bomba de combustível e sistema de injeção. Só que no lugar de queimar combustíveis fósseis, ele queima hidrogênio.

A ideia geral é a do combustível sintético, que a F1 promete utilizar a partir de 2026, e que o Projeto Motor também já explicou alguns detalhes. Você mantém o atual motor a combustão, mas consegue chegar próximo à neutralidade da emissão de CO2. O resultado no escapamento também é água em estado líquido ou vapor.

A aposta nesta tecnologia é mais uma questão de se ganhar tempo e aumentar o período de transição para quando os motores elétricos estiverem melhor desenvolvidos tanto para as ruas quanto para o automobilismo. E no caso específico do esporte, como o CEO da Toyota explicou em Le Mans, pode unir de uma forma menos impetuosa o desejo por carros menos poluentes com o da experiência mais clássica das corridas.

“Meu objetivo é de alcançar a neutralidade de carbono no automobilismo sem sacrifícios em termos de desempenho ou excitação”, explicou Akio Toyoda. “O som, o torque, a dinâmica, está tudo lá. Não apenas estamos reimaginando o carro de corrida, mas estamos fazendo isso com zero de emissões”, continuou.

Tanto o modelo elétrico quanto o a combustão utilizam sistemas de recuperação de energia cinética, nos mesmos moldes do MGU-K da F1, que salva energia desperdiçada nas freadas para reabastecer baterias. Essa eletricidade pode ir tanto para o motor principal elétrico quanto para um secundário em um outro eixo do carro, como acontece hoje tanto na F1 como no WEC.

Claro que os dois caminhos possuem limitações grandes para se tornarem viáveis. Do ponto de vista de competição, a autonomia ainda é uma das questões centrais. Para o mercado automotivo, ambas ainda são bastante caras e mercadologicamente difíceis de serem implantadas em larga escala.

Para as ruas, nenhuma delas, por enquanto, é considerada uma tecnologia pronta ou que possa estar em todo o mercado. Mas a aposta é que com a diminuição do consumo de combustíveis fósseis, existirá a necessidade de diversos modelos diferentes, desde o elétrico convencional até motores a combustão alimentados por comburentes sintéticos, bio ou hidrogênio, para abastecer o mercado mundial. E o automobilismo tenta fazer parte desse desenvolvimento.