Revolução das Células a Combustível: Como a Energia do Hidrogênio Está Transformando o Transporte, a Energia e a Tecnologia em 2025

As células a combustível saíram do laboratório para o centro do palco na revolução da energia limpa. Em 2025, a energia movida a hidrogênio está ganhando um impulso sem precedentes em diversos setores. Esses dispositivos geram eletricidade de forma eletroquímica—frequentemente usando hidrogênio—com zero emissões no escapamento (apenas vapor d’água) e alta eficiência. Todas as principais economias agora veem as células a combustível como vitais para descarbonizar setores que baterias e energia da rede têm dificuldade em alcançar. Governos estão lançando estratégias para o hidrogênio, empresas estão investindo bilhões em P&D e infraestrutura, e veículos e sistemas de energia com células a combustível estão chegando ao mercado em números cada vez maiores. Este relatório oferece uma análise aprofundada do cenário atual das células a combustível, cobrindo os principais tipos de células a combustível e suas aplicações em transporte, geração de energia estacionária e dispositivos portáteis. Revisamos as recentes inovações tecnológicas que estão melhorando o desempenho e reduzindo custos, avaliamos o impacto ambiental e a viabilidade econômica das células a combustível, e analisamos as últimas tendências de mercado, políticas e desenvolvimentos da indústria em todo o mundo. Perspectivas de cientistas, engenheiros e líderes do setor são incluídas para destacar tanto o entusiasmo quanto os desafios no caminho à frente.

As células a combustível não são uma ideia nova – unidades alcalinas primitivas ajudaram a alimentar as espaçonaves Apollo – mas agora estão finalmente prestes a serem adotadas em larga escala. Como observou Dra. Sunita Satyapal, diretora de longa data do programa de hidrogênio do Departamento de Energia dos EUA, em uma entrevista de 2025: o P&D apoiado pelo governo permitiu mais de “1000 patentes dos EUA… incluindo catalisadores, membranas e eletrólisadores,” e levou a sucessos tangíveis como “cerca de 70.000 empilhadeiras comerciais movidas a célula a combustível de hidrogênio em operação em grandes empresas como Amazon e Walmart”, provando que o financiamento direcionado “pode promover avanços de mercado.” innovationnewsnetwork.com As células a combustível de hoje são mais eficientes, duráveis e acessíveis do que nunca, mas ainda existem obstáculos. Custo, infraestrutura de hidrogênio e durabilidade ainda são “um dos maiores desafios” segundo Satyapal innovationnewsnetwork.com, e céticos apontam que o progresso às vezes ficou aquém do entusiasmo. No entanto, com apoio robusto e inovação, a indústria de células a combustível está experimentando crescimento significativo e otimismo, preparando o terreno para um futuro movido a hidrogênio. Nas palavras do engenheiro-chefe de hidrogênio da Toyota, “Esta não tem sido uma estrada fácil, mas é a estrada certa.” pressroom.toyota.com

(Nas seções abaixo, exploraremos todos os aspectos da revolução das células a combustível, com dados atualizados e citações de especialistas de todo o mundo.)

Principais Tipos de Células a Combustível

As células a combustível existem em vários tipos, cada uma com eletrólitos únicos, temperaturas de operação e aplicações mais adequadas energy.gov. As principais categorias incluem:

• Células a Combustível de Membrana de Troca de Prótons (PEMFC) – Também chamadas de células a combustível de membrana eletrolítica polimérica, as PEMFCs usam uma membrana polimérica sólida como eletrólito e um catalisador à base de platina. Elas operam em temperaturas relativamente baixas (~80°C), permitindo partida rápida e alta densidade de potência energy.gov. As células a combustível PEM requerem hidrogênio puro (e oxigênio do ar) e são sensíveis a impurezas como monóxido de carbono energy.gov. Seu design compacto e leve as torna ideais para veículos – de fato, as PEMFCs alimentam a maioria dos carros, ônibus e caminhões a hidrogênio atualmente energy.gov. Montadoras passaram décadas aprimorando a tecnologia PEM, reduzindo o uso de platina e aumentando a durabilidade.
• Células a Combustível de Óxido Sólido (SOFC) – As SOFCs usam um eletrólito cerâmico rígido e operam em temperaturas muito altas (600–1.000°C) energy.gov. Isso permite a reforma interna de combustíveis – elas podem funcionar com hidrogênio, biogás, gás natural ou até mesmo monóxido de carbono, convertendo esses combustíveis em hidrogênio internamente energy.gov. As SOFCs podem atingir cerca de 60% de eficiência elétrica (e >85% em modo de cogeração) energy.gov. Elas não precisam de catalisadores de metais preciosos devido à alta temperatura de operação energy.gov. No entanto, o calor extremo significa partida lenta e desafios de materiais (tensão térmica e corrosão) energy.gov. As SOFCs são usadas principalmente em geração de energia estacionária (de unidades de 1 kW até usinas de energia de múltiplos MW), onde sua flexibilidade de combustível e eficiência são grandes vantagens. Empresas como a Bloom Energy implantaram sistemas SOFC para data centers e concessionárias, e o Japão possui dezenas de milhares de pequenas SOFCs em residências para cogeração.
• Células a Combustível de Ácido Fosfórico (PAFC) – As PAFCs utilizam ácido fosfórico líquido como eletrólito e, normalmente, um catalisador de platina. São uma tecnologia de célula a combustível mais antiga, de “primeira geração”, que foi a primeira a ser utilizada comercialmente em aplicações estacionárias energy.gov. As PAFCs operam em torno de 150–200°C e são mais tolerantes ao hidrogênio impuro (por exemplo, reformado a partir de gás natural) do que as PEMFCs energy.gov. Elas têm sido usadas em aplicações estacionárias, como geradores locais para hospitais e edifícios de escritórios, e até mesmo em alguns testes iniciais com ônibus energy.gov. As PAFCs podem atingir cerca de 40% de eficiência elétrica (até 85% em cogeração) energy.gov. As desvantagens são o grande tamanho, peso elevado e alta quantidade de platina, o que as torna caras energy.gov. Atualmente, as PAFCs ainda são fabricadas por empresas como a Doosan para geração estacionária de energia, embora enfrentem concorrência de tipos mais novos.
• Células a Combustível Alcalinas (AFC) – Entre as primeiras células a combustível desenvolvidas (usadas pela NASA na década de 1960), as AFCs utilizam um eletrólito alcalino, como hidróxido de potássio. Elas apresentam alto desempenho e eficiência (acima de 60% em aplicações espaciais) energy.gov. No entanto, as AFCs tradicionais de eletrólito líquido são extremamente sensíveis ao dióxido de carbono – até mesmo o CO₂ do ar pode degradar o desempenho formando carbonatos energy.gov. Isso historicamente limitou as AFCs a ambientes fechados (como espaçonaves) ou exigiu oxigênio purificado. Desenvolvimentos modernos incluem células a combustível de membrana alcalina (AMFCs) que utilizam uma membrana polimérica, reduzindo a sensibilidade ao CO₂ energy.gov. As AFCs podem usar catalisadores sem metais preciosos, tornando-as potencialmente mais baratas. Empresas estão revisitando a tecnologia alcalina para certos usos (por exemplo, a britânica AFC Energy está implantando sistemas alcalinos para energia fora da rede e recarga de veículos elétricos). Os desafios permanecem em relação à tolerância ao CO₂, durabilidade da membrana e vida útil mais curta em comparação com as PEM energy.gov. Atualmente, as AFCs encontram aplicações de nicho, mas P&D contínua pode torná-las viáveis na faixa de pequena a média potência (watts a quilowatts).
• Células a Combustível de Carbonato Fundido (MCFC) – As MCFCs são células a combustível de alta temperatura (operando em torno de 650°C) que utilizam um eletrólito de sal de carbonato fundido suspenso em uma matriz cerâmica energy.gov. Elas são destinadas a grandes usinas de energia estacionárias que operam com gás natural ou biogás – por exemplo, geração de energia para concessionárias ou cogeração industrial. As MCFCs podem usar catalisadores de níquel (sem platina) e reformar hidrocarbonetos internamente para hidrogênio na temperatura de operação energy.gov. Isso significa que sistemas MCFC podem ser alimentados diretamente com combustíveis como gás natural, gerando hidrogênio in situ e, assim, simplificando o sistema (sem necessidade de reformador externo) energy.gov. Sua eficiência elétrica pode chegar a 60–65%, e com o uso combinado do calor residual podem ultrapassar 85% de eficiência energy.gov. A maior desvantagem é a durabilidade: o eletrólito de carbonato corrosivo e a alta temperatura aceleram a degradação dos componentes, limitando a vida útil a cerca de 5 anos (~40.000 horas) nos projetos atuais energy.gov. Pesquisadores buscam materiais e projetos mais resistentes à corrosão para aumentar a vida útil. As MCFCs foram implantadas em escala de centenas de megawatts na Coreia do Sul (um dos líderes mundiais em células a combustível estacionárias, com mais de 1 GW de energia de células a combustível instalada em meados da década de 2020) fuelcellsworks.com. Nos EUA, empresas como a FuelCell Energy oferecem usinas MCFC para concessionárias e grandes instalações, muitas vezes em parceria com fornecedores de gás natural.
• Células a Combustível de Metanol Direto (DMFC) – Um subconjunto da tecnologia de célula a combustível PEM, as DMFCs oxidam metanol líquido (geralmente misturado com água) diretamente no ânodo da célula a combustível energy.gov. Elas produzem CO₂ como subproduto (já que o metanol contém carbono), mas oferecem um combustível líquido conveniente que é mais fácil de manusear do que o hidrogênio. A densidade energética do metanol é maior do que a do hidrogênio comprimido (embora menor do que a da gasolina) e pode aproveitar a logística de combustíveis já existente energy.gov. As DMFCs são tipicamente unidades de baixa potência (de dezenas de watts a alguns kW) usadas em aplicações portáteis e remotas: por exemplo, carregadores de bateria off-grid, pacotes de energia portáteis militares ou pequenos dispositivos de mobilidade. Ao contrário das PEMFCs de hidrogênio, as DMFCs não precisam de tanques de alta pressão – o combustível pode ser transportado em garrafas leves. No entanto, os sistemas DMFC têm menor eficiência e densidade de potência, e o catalisador pode ser envenenado por produtos intermediários da reação. Eles também ainda utilizam catalisadores de metais preciosos. As DMFCs despertaram interesse para eletrônicos de consumo nos anos 2000 (protótipos de celulares e laptops com célula a combustível), mas as baterias de lítio modernas acabaram superando-as nesse setor. Hoje, DMFCs e células a combustível portáteis similares são usadas onde é necessário fornecimento de energia off-grid de longa duração sem depender de baterias pesadas ou geradores – por exemplo, pelo exército e em sensores ambientais remotos. O mercado de DMFC permanece relativamente pequeno (centenas de milhões de dólares globalmente imarcgroup.com), mas avanços constantes estão sendo feitos para melhorar o desempenho e a durabilidade das células a combustível de metanol techxplore.com.

Cada tipo de célula a combustível possui vantagens adequadas para casos de uso específicos – desde motores de arranque rápido para carros (PEMFC) até usinas de energia de megawatts (MCFC e SOFC). A Tabela 1 abaixo resume as principais características e usos típicos:

(Tabela 1: Comparação dos Principais Tipos de Células a Combustível – PEMFC, SOFC, PAFC, AFC, MCFC, DMFC) energy.gov

Tipo de Célula a Combustível	Eletrólito & Temp	Principais Aplicações	Vantagens	Desvantagens
PEMFC	Membrana polimérica; ~80°C	Veículos (carros, ônibus, empilhadeiras); algumas aplicações estacionárias e portáteis	Alta densidade de potência; partida rápida; compacto energy.gov	Requer H₂ puro e catalisador de platina; sensível a impurezas energy.gov.
SOFC	Óxido cerâmico; 600–1000°C	Energia estacionária (micro-CHP, grandes usinas); potencial para navios, extensores de autonomia	Flexível quanto ao combustível (pode usar gás natural, biogás); muito eficiente (60%+); não requer metais preciosos energy.gov.	Partida lenta; desafios com materiais de alta temperatura; necessita de isolamento e gestão de ciclos térmicos energy.gov.
PAFC	Ácido fosfórico líquido; ~200°C	Unidades estacionárias de CHP (classe 200 kW); demonstrações iniciais em ônibus	Tecnologia madura; tolerante a combustível reformado (algum CO presente) energy.gov; boa eficiência de CHP (85% com uso de calor).	Grande e pesado; alta carga de platina (caro) energy.gov; ~40% de eficiência elétrica; uso em declínio gradual.
AFC	Alcalino (KOH ou membrana); ~70°C	Aplicações espaciais; sistemas portáteis e de backup de nicho	Alta eficiência e desempenho (em ambientes livres de CO₂) energy.gov; pode usar catalisadores não preciosos.	Intolerante ao CO₂ (exceto versões AMFC aprimoradas) energy.gov; projetos tradicionais requerem O₂ puro; novos tipos de membrana ainda melhorando durabilidade energy.gov.
MCFC	Carbonato fundido; ~650°C	Usinas de energia em escala de utilidade; CHP industrial (centenas de kW a multi-MW)	Flexível quanto ao combustível (reforma interna de CH₄); alta eficiência (~65% elétrica) energy.gov; usa catalisadores baratos (níquel).	Vida útil curta (~5 anos) devido à corrosão <a href=”https://www.energy.gov/eere/fuelcells/types-fuel-cells#:~:text=itself%20by%20a%20process%20called,reformingenergy.gov; temperatura de operação muito alta; apenas para uso estacionário de grande porte (não adequado para veículos).
DMFC	Membrana polimérica (alimentada por metanol); ~60–120°C	Geradores portáteis; substituição de baterias militares; pequenos dispositivos de mobilidade	Usa combustível líquido de metanol (fácil transporte, alta densidade energética vs H₂) energy.gov; reabastecimento simples.	Menor potência e eficiência; emite um pouco de CO₂; problemas de crossover de metanol e envenenamento do catalisador.

(Nota: Existem outros tipos especializados de células a combustível, como Células a Combustível Regenerativas/Reversíveis, que podem operar de forma reversa como eletrólisadores, ou Células a Combustível Microbianas, que utilizam bactérias para gerar energia, mas estes estão além do escopo deste relatório. Focamos nas principais categorias comerciais/de pesquisa acima.)

Células a Combustível no Transporte

Talvez o uso mais visível das células a combustível seja no transporte. Veículos Elétricos a Célula de Combustível de Hidrogênio (FCEVs) complementam os veículos elétricos a bateria ao oferecer reabastecimento rápido e grande autonomia com zero emissões no escapamento. Em 2025, ônibus, caminhões, carros e até trens movidos a célula a combustível estão sendo implantados em número crescente, especialmente para casos em que o peso das baterias ou o tempo de recarga são problemáticos. Como observou uma coalizão de mais de 30 CEOs do setor em carta conjunta a líderes da UE, “as tecnologias de hidrogênio são vitais para garantir uma descarbonização do transporte rodoviário diversificada, resiliente e econômica,” argumentando que uma abordagem dupla com baterias e células a combustível “será mais barata para a Europa do que depender apenas da eletrificação.” hydrogen-central.com

Carros e SUVs a Célula a Combustível

FCEVs de Passageiros, como o Toyota Mirai e o Hyundai Nexo, estão no mercado há alguns anos. Estes utilizam pilhas de células a combustível PEM para alimentar motores elétricos, semelhantes aos veículos elétricos a bateria, mas reabastecidos com hidrogênio gasoso em 3-5 minutos. Toyota, Hyundai e Honda colocaram coletivamente dezenas de milhares de carros a célula a combustível nas ruas globalmente (ainda um nicho em comparação aos veículos elétricos a bateria). Em 2025, o mercado global de FCEVs está avaliado em cerca de US$ 3 bilhões, com projeção de crescimento superior a 20% ao ano globenewswire.com. A adoção do consumidor tem sido mais forte em regiões com infraestrutura de abastecimento de hidrogênio: Califórnia (EUA), Japão, Coreia do Sul e alguns países da Europa (Alemanha, Reino Unido, etc.). Por exemplo, a Alemanha já conta com mais de 100 postos de abastecimento de hidrogênio operando em todo o país globenewswire.com, e o Japão possui cerca de 160 postos, tornando esses países mercados principais para FCEVs. A França lançou um plano nacional de hidrogênio de €7 bilhões que inclui a implantação de ônibus movidos a hidrogênio e veículos comerciais leves para uso governamental e transporte público globenewswire.com.

As montadoras continuam comprometidas com a tecnologia de célula a combustível como parte de uma estratégia de múltiplos caminhos. A Toyota, em 2025, delineou um amplo roteiro para uma “sociedade movida a hidrogênio”, expandindo as células a combustível além do sedã Mirai para caminhões pesados, ônibus e até geradores estacionários pressroom.toyota.com. “Muitos dos esforços da Toyota para a descarbonização têm se concentrado em veículos elétricos a bateria, mas os sistemas de propulsão a célula de combustível de hidrogênio continuam sendo uma parte importante da nossa estratégia de múltiplos caminhos”, afirmou a empresa pressroom.toyota.com. A abordagem da Toyota inclui o estabelecimento colaborativo de padrões: “Estamos colaborando com empresas que tradicionalmente seriam nossas concorrentes para desenvolver padrões para o abastecimento de hidrogênio… reconhecendo que um padrão da indústria era de maior benefício do que nossa própria vantagem competitiva”, disse Jay Sackett, engenheiro-chefe de Mobilidade Avançada da Toyota pressroom.toyota.com. Essa cooperação na indústria visa garantir protocolos de abastecimento e práticas de segurança uniformes, o que, por sua vez, pode acelerar a adoção.

Em termos de desempenho, os carros mais recentes a célula a combustível igualam os veículos convencionais. O SUV Hyundai NEXO (modelo 2025) afirma mais de 700 km de autonomia por abastecimento de hidrogênio globenewswire.com. Esses veículos não emitem poluentes, e seu único subproduto é água – um Mirai ficou famoso por pingar água na estrada para provar esse ponto. As montadoras estão trabalhando para reduzir os custos: o modelo de segunda geração do Mirai ficou mais barato, e fabricantes chineses também estão entrando no mercado com modelos de menor custo (muitas vezes com subsídios do governo). Ainda assim, a infraestrutura de abastecimento continua sendo um desafio “chicken-and-egg” para FCEVs de consumidores – em 2025, existem cerca de 1.000 postos de hidrogênio no mundo, o que é minúsculo comparado a postos de gasolina ou pontos de recarga de veículos elétricos. Muitos países estão financiando a construção de postos; por exemplo, a iniciativa H2 Mobility da Alemanha visa uma rede nacional de rodovias a hidrogênio, e programas estaduais da Califórnia estão subsidiando dezenas de postos para apoiar mais de 10.000 FCEVs.

Ônibus e Transporte Público

Os ônibus de transporte público têm sido um dos principais focos iniciais para células a combustível. Os ônibus retornam às garagens (o que simplifica o abastecimento) e operam por longas horas, o que se adequa ao rápido reabastecimento e à longa autonomia das células a combustível. Na Europa, havia 370 ônibus a célula a combustível em operação em janeiro de 2023, com planos para mais de 1.200 até 2025 sustainable-bus.com. Essa ampliação é facilitada por programas de financiamento da UE (como os projetos JIVE e Clean Hydrogen Partnership) que ajudam cidades a adquirir ônibus a hidrogênio. O progresso é visível: a Europa registrou crescimento de 426% ano a ano nas matrículas de ônibus H₂ no primeiro semestre de 2025 (279 unidades no 1º semestre de 2025 contra 53 no 1º semestre de 2024) sustainable-bus.com. Esses ônibus normalmente utilizam sistemas de célula a combustível PEM (de fornecedores como Ballard Power Systems, Toyota ou Cummins) acoplados a híbridos com bateria. Eles oferecem autonomias de 300-400 km por abastecimento e evitam as limitações de peso e alcance que os ônibus elétricos a bateria enfrentam em rotas mais longas ou climas frios.

Cidades como Londres, Tóquio, Seul e Los Angeles já colocaram ônibus a hidrogênio em operação. Viena, por exemplo, escolheu ônibus a hidrogênio para certas rotas no centro da cidade para evitar a instalação de equipamentos de recarga no centro; ao usar ônibus H₂ eles “não precisam mais de infraestrutura de recarga no centro da cidade e puderam reduzir o tamanho da frota (os ônibus a hidrogênio cobrem rotas com menos veículos devido ao reabastecimento rápido e maior autonomia)”, observou o operador de transporte sustainable-bus.com. O desempenho no mundo real tem sido animador – as agências de transporte relatam que os ônibus a célula a combustível atingem disponibilidade e tempos de reabastecimento comparáveis ao diesel, com emissão de vapor d’água que melhora a qualidade do ar. A principal desvantagem ainda é o custo: um ônibus a célula a combustível pode custar de 1,5 a 2 vezes mais que um ônibus a diesel. No entanto, grandes encomendas e novos modelos estão reduzindo os preços. Em 2023, Bolonha, Itália, encomendou 130 ônibus a hidrogênio (modelos Solaris Urbino) – o maior pedido único de ônibus H₂ até hoje sustainable-bus.com, sinalizando confiança na ampliação. A China, notavelmente, já tem milhares de ônibus a célula a combustível em circulação (Xangai e outras cidades os implementaram em rotas urbanas e para as Olimpíadas de Inverno de 2022). De fato, a China responde por mais de 90% dos ônibus FCEV globais e está implantando rapidamente veículos de transporte público e logística a hidrogênio com forte apoio estatal globenewswire.com.

Especialistas do setor acreditam que as células a combustível dominarão os ônibus rodoviários de longa distância e o transporte pesado. “A tecnologia de célula a combustível de hidrogênio está ganhando espaço como a opção preferida para o futuro ‘pós-diesel’ em operações de longa distância,” escreve a revista Sustainable Bus, citando vários projetos para desenvolver ônibus rodoviários a célula a combustível para viagens intermunicipais sustainable-bus.com. Por exemplo, a FlixBus (um grande operador europeu de ônibus rodoviários) está testando um ônibus rodoviário a célula a combustível com meta de autonomia superior a 450 km sustainable-bus.com. Fabricantes como Van Hool e Caetano também estão desenvolvendo ônibus rodoviários H₂. O uso intenso exige maior durabilidade: atualmente, os stacks de células a combustível de carros de passeio duram cerca de 5.000–8.000 horas, mas um ônibus rodoviário ou caminhão precisa de cerca de 30.000+ horas. Freudenberg, que desenvolve células a combustível para ônibus, tem “um projeto dedicado para uso pesado visando uma vida útil mínima de 35.000 horas,” refletindo o salto de ordem de grandeza em durabilidade necessário para frotas comerciais sustainable-bus.com. Este é um dos desafios de engenharia que estão sendo superados para garantir que as células a combustível atendam aos rigorosos ciclos de trabalho do transporte público e de cargas.

Caminhões e Transporte Pesado

Caminhões pesados são vistos como uma das aplicações mais promissoras e necessárias para células a combustível. Esses veículos exigem grande autonomia, reabastecimento rápido e alta capacidade de carga – áreas em que as baterias enfrentam dificuldades devido ao peso e ao tempo de recarga. Caminhões com célula a combustível podem ser reabastecidos em 10–20 minutos e transportar hidrogênio suficiente para mais de 500 km de autonomia, tudo isso mantendo a capacidade de carga (já que os tanques de hidrogênio são mais leves do que enormes pacotes de baterias para a mesma quantidade de energia). Grandes fabricantes de caminhões têm programas: Daimler Truck e Volvo criaram uma joint venture (cellcentric) para produzir sistemas de célula a combustível para caminhões, visando produção em massa ainda nesta década. Nikola, Hyundai, Toyota, Hyzon e outros já têm protótipos ou caminhões semipesados a célula a combustível em fase inicial de comercialização nas estradas em 2025. A Hydrogen Mobility Alliance da Europa afirmou de forma inequívoca que “O transporte rodoviário pesado de longa distância é o principal caso de uso automotivo do hidrogênio e os sistemas de célula a combustível para veículos pesados são a tecnologia central” necessária hydrogen-central.com. Esse sentimento é compartilhado pela CEO da Daimler Truck, Karin Rådström, que disse “Caminhões a hidrogênio são o complemento perfeito para os elétricos a bateria — oferecendo longas autonomias, reabastecimento rápido e uma grande oportunidade para a Europa. Lideramos em tecnologia de hidrogênio e continuaremos à frente se agirmos agora — em toda a cadeia de valor.” hydrogen-central.com Seu argumento destaca que os fabricantes europeus investiram fortemente no know-how de células a combustível (a Daimler começou P&D em células a combustível nos anos 1990) e não pretendem ceder a liderança, mas pedem aos formuladores de políticas que construam a infraestrutura para caminhões a hidrogênio agora para capitalizar essa vantagem.

Testes no mundo real estão validando o conceito. Hyundai implantou uma frota de 47 caminhões pesados a célula de combustível na Suíça a partir de 2020 (modelo XCIENT) e, até 2025, esses caminhões acumularam coletivamente mais de 4 milhões de km de operação. Com base nisso, o Vice-Presidente da Hyundai, Jaehoon Chang, anunciou que seus caminhões H₂ na Europa “já rodaram coletivamente mais de 15 milhões de quilômetros… demonstrando tanto a confiabilidade quanto a escalabilidade do hidrogênio na logística comercial.” hydrogen-central.com Isso é uma prova poderosa de que caminhões a célula de combustível podem suportar uso intenso diário. Na América do Norte, a startup Nikola entregou caminhões semirreboque a célula de combustível para os primeiros clientes (embora a empresa tenha enfrentado dificuldades financeiras e uma reestruturação em 2023 h2-view.com). A Toyota construiu caminhões Classe 8 a célula de combustível de hidrogênio (usando stacks de célula de combustível baseados no Mirai) para transporte nos portos de Los Angeles, onde uma frota de cerca de 30 caminhões H₂ transporta cargas com abastecimento fornecido por uma planta dedicada de hidrogênio “Tri-Gen” em Long Beach pressroom.toyota.com. Essa planta, construída com a FuelCell Energy, converte biogás renovável em hidrogênio, eletricidade e água no local – gerando 2,3 MW de energia mais até 1.200 kg de hidrogênio por dia pressroom.toyota.com. O hidrogênio abastece tanto os caminhões Toyota quanto os FCEVs de passageiros, enquanto a eletricidade alimenta as operações do porto e até a água residual é usada para lavar carros descarregados dos navios pressroom.toyota.com. A Toyota destacou que apenas esse sistema “compensa 9.000 toneladas de emissões de CO₂ por ano” no porto, substituindo o que caminhões a diesel emitiriam pressroom.toyota.com. “Há até 20.000 oportunidades todos os dias para limpar o ar com caminhões movidos a célula de combustível de hidrogênio,” observou Jay Sackett, da Toyota, referindo-se às viagens diárias de caminhões a diesel nos portos de LA/Long Beach que poderiam ser substituídas pressroom.toyota.com.

O abastecimento de hidrogênio para caminhões está recebendo um impulso por meio de parcerias. Na UE, empresas lançaram a iniciativa H2Accelerate para sincronizar a implantação de corredores de transporte de hidrogênio e postos de abastecimento para caminhões de longa distância no final da década de 2020. A Comissão de Energia da Califórnia está financiando várias estações de hidrogênio de alta capacidade para caminhões (capazes de abastecer dezenas de caminhões por dia) para apoiar o transporte de curta distância e, eventualmente, rotas de longa distância para centros logísticos no interior. O governo da China está promovendo agressivamente caminhões a célula a combustível em províncias selecionadas com subsídios e mandatos, visando 50.000 veículos a célula a combustível nas ruas até 2025 e 100.000–200.000 até 2030, juntamente com 1.000 estações de H₂ globenewswire.com. A China já colocou caminhões pesados a célula a combustível em operações de fábricas de aço e mineração, aproveitando tecnologia doméstica (empresas como Weichai e REFIRE fornecem sistemas de célula a combustível).

Trens, Navios e Aeronaves

Além dos veículos rodoviários, as células a combustível estão encontrando espaço em outros modos de transporte:

• Trens: Vários trens de passageiros movidos a célula a combustível de hidrogênio já estão em operação, um marco importante para a descarbonização ferroviária. Notavelmente, o trem a célula a combustível Coradia iLint da Alstom entrou em serviço comercial na Alemanha em 2018 e, em 2022, já operava em linhas regionais na Baixa Saxônia, substituindo trens a diesel. Em 2022, uma frota de 14 trens a célula a combustível da Alstom começou a operar na região de Frankfurt, e projetos-piloto estão em andamento na Itália, França e Reino Unido. Esses trens transportam hidrogênio a bordo em tanques e podem percorrer mais de 1.000 km por abastecimento, sendo adequados para linhas não eletrificadas (cerca de metade da malha ferroviária europeia não é eletrificada). Os trens a célula a combustível eliminam a necessidade de linhas elétricas aéreas caras em rotas de baixo tráfego. A partir de 2025, a Europa se comprometeu a expandir os trens a hidrogênio: por exemplo, a Itália encomendou 6 trens a célula a combustível para a Lombardia, a França está testando unidades da Alstom, e o Reino Unido testou um trem HydroFLEX. Nos EUA, o desenvolvimento é mais lento, mas empresas como a Stadler estão fornecendo um trem a hidrogênio para a Califórnia. A China também apresentou um protótipo de locomotiva a hidrogênio em 2021. Para o transporte de carga, a mineradora Anglo American estreou uma locomotiva híbrida a célula a combustível de 2MW em 2022. Em resumo, as células a combustível estão provando seu valor para linhas ferroviárias onde baterias seriam muito pesadas ou teriam alcance insuficiente.
• Marítimo (Navios e Barcos): O setor marítimo está explorando células a combustível tanto para energia auxiliar quanto primária. Pequenas balsas de passageiros e embarcações foram os primeiros a adotar. Em 2021, o MF Hydra na Noruega tornou-se a primeira balsa do mundo movida a célula a combustível de hidrogênio líquido, transportando carros e passageiros com um sistema de célula a combustível Ballard de 1,36 MW. O Japão testou uma balsa a célula a combustível (a HydroBingo) e está de olho no hidrogênio para navegação costeira. A União Europeia está financiando projetos como H2Ports e FLAGSHIPS para demonstrar embarcações H₂ e abastecimento de hidrogênio em portos. Para navios maiores, o consenso atual é usar células a combustível com combustíveis derivados de hidrogênio como amônia ou metanol (que podem ser “craqueados” ou usados em células a combustível com o design adequado). Por exemplo, a operadora de cruzeiros Hurtigruten, da Noruega, está desenvolvendo um navio de cruzeiro com SOFCs operando com amônia verde até 2026. Outro nicho são veículos subaquáticos e submarinos: células a combustível (especialmente PEM) podem fornecer energia silenciosa e independente do ar – os submarinos alemães Tipo 212A usam células a combustível de hidrogênio para operação furtiva. Enquanto navios porta-contêineres de longo curso provavelmente dependerão de motores de combustão queimando amônia ou metanol no curto prazo, as células a combustível podem complementá-los em manobras portuárias ou eventualmente ganhar escala à medida que células a combustível de alta potência (vários MW) forem desenvolvidas. À medida que questões de segurança e armazenamento forem resolvidas, as células a combustível oferecem aos navios a promessa de propulsão sem emissões, sem o ruído e a vibração dos motores a diesel.
• Aviação: A aviação é o setor mais difícil de descarbonizar, e células de combustível de hidrogênio estão sendo ativamente pesquisadas para certos nichos. É improvável que as células de combustível venham a alimentar diretamente um jumbo (a combustão de hidrogênio ou outros combustíveis podem fazer isso), mas elas têm potencial em aeronaves menores ou como parte de sistemas híbridos. Diversas startups (ZeroAvia, Universal Hydrogen, H2Fly) já voaram pequenos aviões adaptados com células de combustível de hidrogênio acionando hélices. Em 2023, a ZeroAvia voou um avião de teste de 19 lugares (um Dornier 228) com um de seus dois motores substituído por um sistema de propulsão elétrico com célula de combustível. O próximo objetivo deles é operar aeronaves regionais de 40 a 80 lugares movidas a hidrogênio até 2027. Airbus, a maior fabricante de aviões comerciais do mundo, inicialmente estudou turbinas de combustão de hidrogênio, mas em 2023 anunciou uma mudança de foco para “uma aeronave totalmente elétrica, movida a hidrogênio, com motor de célula de combustível” como principal caminho para seu programa ZEROe airbus.com. Em junho de 2025, a Airbus assinou uma grande parceria com a fabricante de motores MTU Aero Engines para desenvolver e amadurecer a propulsão por célula de combustível para a aviação. “Nosso foco na propulsão totalmente elétrica por célula de combustível para futuras aeronaves movidas a hidrogênio destaca nossa confiança e progresso neste domínio,” disse Bruno Fichefeux, chefe de Programas Futuros da Airbus airbus.com. “Colaborar com a MTU… nos permitirá reunir nosso conhecimento, acelerar a maturação de tecnologias críticas e, em última análise, entregar um sistema de propulsão revolucionário movido a hidrogênio para futuras aeronaves comerciais. Juntos, estamos ativamente liderando esse pioneirismo.” airbus.com Da mesma forma, o Dr. Stefan Weber, da MTU, enfatizou sua “visão de um conceito de propulsão revolucionário que permita voos praticamente sem emissões,” chamando o esforço conjunto de passo fundamental para tornar realidade aviões comerciais movidos a célula de combustível airbus.com. Essa parceria traça um roteiro de vários anos: primeiro aprimorando componentes (pilhas de células de combustível de alta potência, armazenamento criogênico de H₂, etc.), depois testando em solo um sistema de propulsão completo, com o objetivo de um motor de célula de combustível certificável para aviação na década de 2030 airbus.com. A aplicação inicial provavelmente será em aeronaves regionais pequenas, mas o objetivo final é escalar para aviões de corredor único de curta distância. As células de combustível produzem apenas água e têm a vantagem de alta eficiência em altitudes de cruzeiro. Os desafios incluem peso (células de combustível e motores vs. motores turbofan) e armazenar hidrogênio suficiente (provavelmente como hidrogênio líquido) na aeronave. O compromisso público da Airbus indica forte crença de que esses desafios podem ser superados. Enquanto isso, célula de combustívels também estão sendo usados em aeronaves de outras formas: como APUs (unidades de energia auxiliar) para fornecer eletricidade a bordo de forma silenciosa, e até mesmo para gerar água para a tripulação (células a combustível regenerativas). A NASA e outros estudaram o uso de células a combustível regenerativas como armazenamento de energia para aeronaves elétricas. No geral, embora as aeronaves a hidrogênio estejam em um estágio inicial, é provável que o final da década de 2020 veja as primeiras rotas comerciais servidas por aviões movidos a células a combustível, especialmente à medida que empresas como Airbus, MTU, Boeing e Universal Hydrogen intensificam P&D e testes de protótipos.
• Drones e Veículos Especiais: Uma categoria menor, mas em crescimento, é a de drones e veículos especiais com célula a combustível. Empresas como Intelligent Energy e Doosan Mobility desenvolveram módulos de célula a combustível PEM para drones, permitindo tempos de voo muito maiores do que baterias de lítio. Kits de drones movidos a hidrogênio podem manter VANTs voando por 2–3 horas, contra 20-30 minutos com baterias, o que é valioso para aplicações de vigilância, mapeamento ou entregas. Em 2025, a Coreia do Sul até demonstrou um drone multi-rotor com célula a combustível de hidrogênio carregando 5 kg de carga útil por mais de uma hora. Em terra, as células a combustível também alimentam empilhadeiras (como mencionado anteriormente) e equipamentos de aeroporto (tratores de reboque, caminhões refrigerados), onde a troca de baterias é trabalhosa. O setor de movimentação de materiais tornou-se discretamente um caso de sucesso das células a combustível: mais de 70.000 empilhadeiras com célula a combustível já estão em uso diário em armazéns innovationnewsnetwork.com, beneficiando empresas com “zero emissões em ambientes de armazém” e maior produtividade (sem tempo de inatividade para recarga de baterias). Grandes varejistas como Walmart e Amazon investiram fortemente nesses equipamentos por meio de fornecedores como a Plug Power. Essa adoção inicial destaca que as células a combustível podem encontrar nichos onde suas vantagens únicas (reabastecimento rápido, energia contínua) superam baterias ou motores.

Em resumo, as células a combustível estão avançando em vários setores do transporte: de carros de passeio aos maiores veículos, e até mesmo nos céus. O transporte pesado é um ponto forte evidente – especialistas concordam amplamente que as células a combustível de hidrogênio terão um “papel vital na descarbonização do transporte, especialmente em setores onde as opções elétricas a bateria podem não ser suficientes” hydrogen-central.com. Os próximos anos determinarão a extensão disso; muito depende da construção de infraestrutura de abastecimento de hidrogênio suficiente e da obtenção de economias de escala para reduzir os custos dos veículos. Mas a presença de veículos com célula a combustível em frotas públicas, operações de frete e usos de nicho já está ajudando a impulsionar a demanda por hidrogênio e a normalizar a tecnologia. Como Oliver Zipse, CEO da BMW, afirmou: “No contexto atual, o hidrogênio não é apenas uma solução climática – é um fator de resiliência. … Na BMW, sabemos que não há descarbonização total ou setor de mobilidade europeu competitivo sem hidrogênio.” hydrogen-central.com

Geração de Energia Estacionária com Células a Combustível

Enquanto os carros a hidrogênio ganham manchetes, os sistemas estacionários de célula a combustível estão transformando silenciosamente a forma como geramos e usamos energia. As células a combustível podem fornecer eletricidade e calor limpos e eficientes para residências, edifícios, data centers e até mesmo alimentar a rede elétrica. Elas oferecem uma alternativa aos geradores de combustão (e às emissões/ruídos associados), e podem reforçar redes elétricas com alta penetração de renováveis, fornecendo energia sob demanda e despachável. As principais aplicações estacionárias incluem:

• Energia de Backup e Energia Remota – Torres de telecomunicação, data centers, hospitais e instalações militares exigem energia de backup confiável. Tradicionalmente, geradores a diesel cumprem esse papel, mas alternativas com células a combustível (movidas a hidrogênio ou combustíveis líquidos) estão se tornando cada vez mais populares para backup zero emissões. Por exemplo, Verizon e AT&T implantaram backups com células a combustível de hidrogênio em torres de celular para estender o tempo de operação além dos sistemas UPS de bateria. Em 2024, a Microsoft anunciou que testou com sucesso um gerador de célula a combustível de 3 MW para substituir geradores a diesel como backup de data center, operando com hidrogênio produzido no local carboncredits.com. Células a combustível iniciam instantaneamente e exigem manutenção mínima em comparação com motores. Além disso, em instalações internas (ou áreas urbanas), operação sem emissões é uma grande vantagem – sem CO₂, NOx ou poluição por partículas. As indústrias de telecomunicações dos EUA e da Europa começaram a implementar células a combustível especialmente onde o ruído ou regulamentos ambientais restringem o uso de diesel. Até mesmo geradores portáteis de células a combustível em menor escala (como os da SFC Energy ou GenCell) podem fornecer energia remota para postos militares ou operações de socorro em desastres. Um projeto do Exército dos EUA, por exemplo, utiliza um caminhão “H2Rescue” equipado com um gerador de célula a combustível para zonas de desastre – ele pode fornecer 25 kW de energia por 72 horas seguidas e recentemente estabeleceu um recorde mundial ao percorrer 1.806 milhas com um único abastecimento de hidrogênio innovationnewsnetwork.com. Essas capacidades estão atraindo agências de emergência a considerar células a combustível para energia de backup resiliente.
• Micro-CHP Residencial e Comercial – No Japão e na Coreia do Sul, dezenas de milhares de residências estão equipadas com unidades de micro cogeração (CHP) com células a combustível. O programa Ene-Farm do Japão (apoiado por Panasonic, Toshiba, etc.) já implantou mais de 400.000 unidades residenciais de PEMFC e SOFC desde 2009. Essas unidades (~0,5–1 kW elétrico) geram eletricidade para a casa e o calor residual é usado para água quente ou aquecimento de ambientes, atingindo eficiência total de 80–90%. Normalmente, funcionam com hidrogênio derivado do gás natural por meio de um pequeno reformador. Ao gerar energia no local, reduzem a carga da rede e a pegada de carbono (especialmente se combinadas com gás de fonte renovável). A Coreia do Sul também oferece incentivos para células a combustível residenciais. Europa e EUA têm projetos-piloto (por exemplo, unidades micro-CHP de célula a combustível na Alemanha sob o programa KfW), mas a adoção é mais lenta devido ao alto custo inicial e aos preços historicamente baixos do gás natural. No entanto, à medida que o aquecimento a gás natural é eliminado por razões climáticas, a CHP com célula a combustível pode encontrar um nicho para energia doméstica eficiente, especialmente se abastecida por hidrogênio verde ou biogás.
• Usinas de Energia Primária e de Células a Combustível em Escala de Utilidade – As células a combustível podem ser agregadas em usinas de energia em escala de megawatts, alimentando a rede elétrica ou fornecendo energia para fábricas/hospitais/campi universitários. As vantagens incluem alta eficiência, emissões extremamente baixas (especialmente se usando hidrogênio ou biogás) e uma pequena área ocupada em comparação com outras usinas. Por exemplo, um parque de células a combustível de 59 MW em Hwasung, Coreia do Sul (usando unidades MCFC da POSCO Energy) tem fornecido energia para a rede há anos researchgate.net. A Coreia do Sul é líder mundial nesse setor: possui mais de 1 GW de capacidade estacionária de células a combustível instalada, fornecendo energia distribuída em cidades e áreas industriais fuelcellsworks.com. Um dos fatores é a meta de energias renováveis da Coreia – células a combustível são consideradas energia limpa sob certas regulamentações locais, além de melhorarem a qualidade do ar ao substituir geradores a carvão/diesel. Nos EUA, empresas como Bloom Energy (com sistemas SOFC) e FuelCell Energy (com sistemas MCFC) construíram projetos de 1 MW até cerca de 20 MW para concessionárias e grandes campi corporativos. Em 2022, a Bloom e a SK E&S inauguraram uma instalação Bloom SOFC de 80 MW na Coreia do Sul – o maior conjunto de células a combustível do mundo bloomenergy.com. Notavelmente, esses sistemas podem acompanhar a carga e alguns podem fornecer calor combinado (útil para aquecimento distrital ou vapor industrial). Na Europa, as usinas de células a combustível são menos numerosas, mas estão crescendo – Alemanha, Itália e Reino Unido já tiveram instalações na faixa de poucos MW, geralmente usando unidades PEM ou SOFC alimentadas por biogás. Em 2025, a Statkraft da Noruega havia planejado uma usina de células a combustível de hidrogênio de 40 MW (para dar suporte às renováveis), embora tenha pausado alguns novos projetos de H₂ devido a preocupações com custos ts2.tech. A tendência é que as células a combustível estejam se tornando parte do mix de recursos energéticos distribuídos, fornecendo energia confiável com menos poluição. Elas também complementam as renováveis intermitentes; por exemplo, uma célula a combustível pode usar hidrogênio produzido a partir do excedente solar/eólico (diretamente ou via eletrólise conectada) e operar quando a produção renovável estiver baixa, atuando efetivamente como armazenamento de energia. Esse conceito de “Power-to-Hydrogen-to-Power” está sendo testado em microrredes. O Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA instalou um sistema de célula a combustível PEM de 1 MW (da Toyota) em seu campus no Colorado em 2024 para pesquisas sobre o uso de células a combustível para aumentar a resiliência energética e integração com solar/armazenamento pressroom.toyota.com.
• CHP Industrial e Comercial – Além das residências, sistemas maiores de CHP com células a combustível são usados em hospitais, universidades e instalações corporativas. Uma planta PAFC de 1,4 MW pode abastecer um hospital, com o calor residual fornecendo vapor, atingindo eficiência total acima de 80%. Universidades como Yale e Cal State operaram plantas de células a combustível de múltiplos MW (unidades MCFC da FuelCell Energy) no campus, reduzindo o consumo da rede e as emissões. Empresas como IBM, Apple e eBay instalaram fazendas de células a combustível em data centers (por exemplo, a Apple tinha uma fazenda de células a combustível Bloom Energy de 10 MW na Carolina do Norte, alimentada principalmente por biogás). Estas não apenas fornecem energia limpa no local, mas também atuam como backup e suporte à rede. Governos incentivam tais projetos por meio de incentivos; nos EUA, o Crédito Fiscal de Investimento federal (ITC) para células a combustível (crédito de 30%) foi renovado pelo menos até 2025 fuelcellenergy.com, e estados como a Califórnia oferecem créditos adicionais via SGIP. Na Europa, alguns países permitem que unidades de cogeração com células a combustível recebam tarifas feed-in ou subsídios. Como resultado, as instalações estacionárias de células a combustível estão a caminho de um ano recorde em 2023–2024 com cerca de 400 MW adicionados anualmente e projeções de mais de 1 GW por ano globalmente até a década de 2030 fuelcellsworks.com. Isso ainda é pequeno no contexto do setor elétrico, mas o crescimento está acelerando.
• Balanceamento de Rede e Armazenamento de Energia – Uma aplicação inovadora das células a combustível é o balanceamento de redes com alta penetração de renováveis. Regiões com muita energia solar/eólica estão investigando o armazenamento de energia em hidrogênio: quando há excesso de energia, ela é usada para eletrólise da água em hidrogênio; depois, o hidrogênio é armazenado e posteriormente alimenta células a combustível para regenerar eletricidade em momentos de alta demanda ou baixa produção renovável. As células a combustível, nesse modo, atuam essencialmente como usinas de pico altamente responsivas e de emissão zero. Por exemplo, um projeto em Utah, EUA (Intermountain Power) está planejando centenas de MW de células a combustível de óxido sólido reversíveis até 2030, que podem alternar entre eletrólise e geração de energia, ajudando Los Angeles a alcançar 100% de energia limpa ao armazenar energia em cavernas de hidrogênio. Empresas de energia europeias também estão testando sistemas-piloto menores. Enquanto o armazenamento por baterias normalmente cobre o balanceamento de curta duração (horas), hidrogênio + células a combustível podem cobrir lacunas de vários dias ou sazonais, o que é essencial para a total descarbonização da rede. O Hydrogen Earthshot do Departamento de Energia dos EUA visa tornar esse armazenamento de longa duração viável economicamente, reduzindo os custos do hidrogênio. A Dra. Sunita Satyapal observou que “o hidrogênio pode ser uma das poucas opções para armazenar energia por semanas ou meses”, permitindo uma integração renovável mais profunda iea.orgiea.org.

O apoio de políticas públicas também está impulsionando as células a combustível estacionárias. Por exemplo, o Estado de Nova York em 2025 anunciou US$ 3,7 milhões em financiamento para projetos inovadores de células a combustível de hidrogênio para aumentar a confiabilidade da rede e descarbonizar a indústria nyserda.ny.gov. “Sob a liderança da Governadora Hochul, Nova York está examinando todos os recursos, incluindo combustíveis avançados, para fornecer energia limpa,” disse Doreen Harris, CEO da NYSERDA, chamando o investimento em células a combustível de hidrogênio de “uma proposta de alto valor que tem o potencial de reduzir a dependência de combustíveis fósseis, contribuir para a confiabilidade da rede e tornar nossas comunidades mais saudáveis.” nyserda.ny.gov O programa está solicitando projetos de sistemas de células a combustível que possam servir como “capacidade firme para uma rede elétrica equilibrada” ou descarbonizar processos industriais nyserda.ny.gov. Isso destaca o reconhecimento de que as células a combustível podem fornecer energia sob demanda (capacidade) sem emissões, um atributo cada vez mais importante à medida que as usinas a carvão são desativadas. Da mesma forma, a United States Hydrogen Alliance observa que estados como NY estão “demonstrando como ações estaduais direcionadas podem acelerar o progresso nacional rumo a uma economia energética resiliente e de baixo carbono” ao promover tecnologias de células a combustível escaláveis para usos na rede e na indústria nyserda.ny.gov. Na Ásia, a nova estratégia de hidrogênio do Japão (2023) prevê maior uso de células a combustível tanto em energia quanto em mobilidade, e o 14º Plano Quinquenal da China inclui explicitamente o hidrogênio como chave para descarbonizar a indústria e apoiar a segurança energética payneinstitute.mines.edu.

Resumindo, as células a combustível estacionárias estão avançando de forma constante da fase piloto para a implantação prática. Elas cumprem papéis importantes: fornecendo energia de reserva limpa, possibilitando geração no local com recuperação de calor (aumentando a eficiência) e potencialmente atuando como a ponte entre renováveis intermitentes e redes confiáveis. Elas também descentralizam a geração de energia, aumentando a resiliência – um grande foco após eventos como o apagão da rede do Texas em 2021. À medida que os custos diminuem e a disponibilidade de combustível melhora (especialmente o fornecimento de hidrogênio verde ou biogás), podemos esperar que as células a combustível forneçam energia para mais edifícios e instalações críticas. De fato, a perspectiva é que, até a década de 2030, as células a combustível possam representar muitos gigawatts de capacidade de geração distribuída em todo o mundo, formando um pilar silencioso, porém crucial, da infraestrutura de energia limpa.

Aplicações Portáteis e Fora da Rede de Células a Combustível

Nem todas as células a combustível são grandes ou montadas em veículos; uma área significativa de desenvolvimento são as células a combustível portáteis para uso fora da rede, consumidor ou militar. Elas variam de carregadores de bolso a geradores de 1–5 kW que você pode carregar. O apelo é fornecer eletricidade em locais remotos ou para dispositivos sem a necessidade de baterias pesadas ou pequenos motores poluentes.

• Uso Militar e Tático: Soldados em campo carregam cargas pesadas de baterias para alimentar rádios, GPS, visão noturna e outros eletrônicos. Células a combustível que funcionam com combustível líquido podem aliviar esse peso, produzindo energia sob demanda a partir de um pequeno cartucho. O Exército dos EUA testou unidades de células a combustível de metanol e propano como carregadores de baterias portáteis – em vez de carregar 9 kg de baterias sobressalentes, um soldado pode carregar uma célula a combustível de 1,4 kg e alguns cartuchos de combustível. Empresas como UltraCell (ADVENT) e SFC Energy fornecem unidades na faixa de 50–250 W para usuários militares. Em 2025, a SFC Energy lançou uma nova geração de célula a combustível tática portátil com até 100 W de potência (2.400 Wh de capacidade de energia) – cerca do dobro da potência de seus modelos anteriores fuelcellsworks.com. Esses sistemas alimentados por metanol podem fornecer energia silenciosamente por dias, o que é inestimável para operações secretas ou postos de sensores. A Bundeswehr alemã, por exemplo, adotou amplamente as células a combustível “Jenny” da SFC para recarregar baterias de tropas em campo, citando uma redução drástica na logística de baterias. Da mesma forma, EUA, Reino Unido e outros têm programas para desenvolver células a combustível “portáteis por uma pessoa”. O principal combustível utilizado é metanol ou ácido fórmico (como um transportador conveniente de hidrogênio), embora alguns projetos experimentais usem pacotes de hidreto químico para gerar hidrogênio instantaneamente. À medida que esses dispositivos se tornam mais robustos e densos em energia, eles tendem a substituir muitos dos pequenos geradores a gasolina e grandes pacotes de baterias atualmente usados por militares e equipes de emergência.
• Recreação e Camping: Um nicho de mercado consumidor surgiu para geradores de células a combustível para camping. Estes são basicamente sistemas DMFC ou PEM que podem alimentar um motorhome ou cabana de forma silenciosa e sem fumaça, ao contrário de um gerador a gasolina. Por exemplo, a Efoy (da SFC Energy) oferece unidades de células a combustível de metanol (45–150 W contínuos) voltadas para proprietários de motorhomes, navegadores e usuários de cabanas. Elas mantêm automaticamente um banco de baterias carregado, consumindo alguns litros de metanol por semana para fornecer energia para iluminação e eletrodomésticos fora da rede. A conveniência de apenas trocar um cartucho de metanol de vez em quando (em vez de operar um gerador barulhento ou transportar painéis solares) atraiu uma clientela pequena, mas constante, especialmente na Europa. Essas unidades também atraem veleiros, onde podem carregar baterias silenciosamente em viagens longas.
• Carregadores de Eletrônicos Pessoais: Ao longo dos anos, empresas demonstraram pequenas células a combustível para carregar ou alimentar laptops, celulares e outros dispositivos. Por exemplo, Brunton e Point Source Power tinham carregadores de célula a combustível de hidrogênio e propano para camping, e a Toshiba ficou famosa ao mostrar um protótipo de laptop DMFC em 2005. A adoção foi limitada – as baterias de lítio melhoraram tanto que um carregador a célula a combustível não tem sido atraente para a maioria dos consumidores. No entanto, o conceito ainda aparece, especialmente para preparação para emergências (uma pequena lanterna/carregador USB a célula a combustível que funciona com combustível de fogareiro, etc.). Como exemplo, a Lilliputian Systems desenvolveu um carregador de celular a célula a combustível de butano (o Nectar), que até recebeu aprovação da FCC, mas não chegou ao mercado amplo. O potencial permanece para células a combustível portáteis fornecerem maior tempo de funcionamento para dispositivos de usuários específicos (por exemplo, jornalistas em campo, expedições, etc.). Uma abordagem talvez mais promissora é o uso de cartuchos de hidrogênio: empresas estão analisando pequenos cartuchos de hidreto metálico ou hidrogênio químico (aproximadamente do tamanho de uma lata de refrigerante) que poderiam alimentar um laptop por dezenas de horas através de uma minúscula célula a combustível PEM. Em 2024, a Intelligent Energy lançou um protótipo de extensor de alcance a célula a combustível de hidrogênio para drones e sugeriu tecnologia semelhante para laptops. Se o armazenamento e a segurança do hidrogênio puderem ser miniaturizados com sucesso, talvez finalmente vejamos um carregador a célula a combustível comercial para eletrônicos de consumo, especialmente à medida que dispositivos USB se proliferam.
• Drones e Robótica: Mencionamos drones a hidrogênio na seção de transporte, mas do ponto de vista da fonte de energia, estes são células a combustível portáteis. Operações de drones de alto valor (vigilância, mapeamento, entrega) se beneficiam dos tempos de voo mais longos que as células a combustível permitem. Pacotes de células a combustível na faixa de 1–5 kW foram integrados em multicópteros e drones de pequenas aeronaves. Em 2025, o drone a hidrogênio da Doosan Mobility da Coreia estabeleceu um recorde de voo de 13 horas (em configuração multirrotor) utilizando uma célula a combustível e armazenamento de hidrogênio de alta densidade energética. Isso é revolucionário para aplicações como inspeção de dutos ou drones de busca e resgate que normalmente precisam pousar a cada 20-30 minutos para trocar baterias. Outro exemplo: o Jet Propulsion Laboratory da NASA experimentou um conceito de avião marciano movido a célula a combustível, onde a longa autonomia de uma célula a combustível poderia permitir que um VANT pesquisasse grandes áreas da superfície de Marte (usando hidretos químicos para hidrogênio, já que não há reabastecimento em Marte!). De volta à Terra, células a combustível também alimentam alguns robôs autônomos e empilhadeiras em ambientes internos, como mencionado – seu reabastecimento rápido e ausência de emissões os tornam adequados para armazéns onde um robô ou empilhadeira pode continuar trabalhando com apenas 2 minutos de reabastecimento de hidrogênio, em vez de horas de recarga.
• Dispositivos de Emergência e Médicos: As células a combustível portáteis também foram testadas para equipamentos médicos (por exemplo, concentradores de oxigênio portáteis ou ventiladores que normalmente dependem de baterias). A ideia é uma fonte de energia de longa duração para hospitais de campanha ou durante desastres. Além disso, células a combustível (com reformadores) que funcionam com combustíveis logísticos como propano ou diesel estão em desenvolvimento para resposta a desastres. Por exemplo, o caminhão H2Rescue mencionado anteriormente pode não apenas fornecer energia, mas também produzir água – ambas necessidades críticas em emergências innovationnewsnetwork.com. Empresas como a GenCell oferecem um gerador de célula a combustível alcalina que pode funcionar com amônia – um produto químico amplamente disponível – como solução de energia fora da rede em comunidades remotas ou situações de emergência. A quebra da amônia produz hidrogênio para a célula a combustível, e o sistema pode fornecer energia contínua para cargas críticas quando a infraestrutura está inoperante.

O mercado de células a combustível portáteis ainda é relativamente pequeno, mas está crescendo. Um relatório o avaliou em US$ 6,2 bilhões em 2024, com crescimento anual de ~19% esperado até 2030 maximizemarketresearch.com, à medida que mais indústrias adotam essas soluções de nicho. A demanda é fragmentada entre usos militares, recreativos, drones e energia de backup. Mas todos compartilham o mesmo tema: as células a combustível podem fornecer energia limpa, silenciosa e de longa duração em situações onde as baterias não são suficientes e os geradores são indesejáveis. A tecnologia amadureceu a ponto de a confiabilidade ser alta (as empresas frequentemente anunciam vida útil de 5.000-10.000 horas para suas unidades portáteis atualmente) e a operação ser simplificada (cartuchos de combustível substituíveis a quente, sistemas de auto-inicialização, etc.). Por exemplo, novos projetos de DMFC têm catalisadores e membranas aprimorados que aumentam o desempenho; pesquisadores estão encontrando maneiras de mitigar o notório crossover de metanol e aumentar a eficiência techxplore.com. Isso está tornando os produtos mais atraentes e econômicos. Como observou uma análise tecnológica, DMFCs e outras células a combustível portáteis têm “melhor desempenho e menor custo do que antes, tornando-as adequadas para uso em larga escala” em certos nichos ts2.tech.

Em conclusão, as células a combustível portáteis podem não substituir a bateria do seu smartphone tão cedo, mas estão silenciosamente viabilizando uma série de tarefas especializadas – de soldados permanecendo energizados em missões longas, a drones voando mais longe, a campistas aproveitando energia silenciosa fora da rede, a socorristas mantendo equipamentos de salvamento funcionando após uma tempestade. À medida que a disponibilidade de combustível (especialmente cartuchos de hidrogênio e metanol) melhora e os volumes aumentam, essas aplicações portáteis e fora da rede provavelmente se expandirão ainda mais, complementando o ecossistema mais amplo das células a combustível.

Inovações Tecnológicas Impulsionando as Células a Combustível

Os avanços na tecnologia de células a combustível nos últimos anos têm sido fundamentais para superar limitações anteriores de custo, durabilidade e desempenho. Pesquisadores e engenheiros em todo o mundo estão inovando em ciência dos materiais, design de engenharia e manufatura para tornar as células a combustível mais eficientes, acessíveis e duráveis. Aqui destacamos algumas principais inovações tecnológicas e descobertas que estão acelerando o desenvolvimento das células a combustível:

• Redução e Alternativas de Catalisadores: Um dos principais fatores de custo para células a combustível PEM é o catalisador de platina usado nas reações. Pesquisas e desenvolvimentos significativos têm como objetivo reduzir o teor de platina ou substituí-la. Em 2025, uma equipe da SINTEF (Noruega) relatou uma conquista notável: ao otimizar o arranjo das nanopartículas de platina e o design da membrana, eles conseguiram uma redução de 62,5% na carga de platina em uma célula a combustível PEM mantendo o desempenho norwegianscitechnews.com. “Ao reduzir a quantidade de platina na célula a combustível, não estamos apenas ajudando a reduzir custos, mas também levando em consideração desafios globais relacionados ao fornecimento de matérias-primas importantes e à sustentabilidade,” explicou Patrick Fortin, pesquisador da SINTEF norwegianscitechnews.com. Esta nova tecnologia de membrana “ultrafina” que eles desenvolveram tem apenas 10 micrômetros de espessura (cerca de 1/10 da espessura de uma folha de papel) e exigiu o revestimento do catalisador de forma muito uniforme para garantir que a produção permanecesse alta norwegianscitechnews.com. O resultado é um conjunto membrana-eletrodo mais barato e ambientalmente amigável que ainda entrega a potência necessária. Descobertas como essa reduzem custos e diminuem a dependência da escassa platina (uma matéria-prima crítica extraída principalmente na África do Sul/Rússia). Paralelamente, pesquisadores estão explorando catalisadores livres de metais do grupo da platina (PGM-free) usando novos materiais (por exemplo, carbonos dopados com ferro-nitrogênio, óxidos de perovskita) para eventualmente eliminar totalmente a platina. Alguns cátodos experimentais PGM-free apresentaram desempenho razoável em laboratório, mas a durabilidade ainda é um desafio – embora o progresso seja constante.
• Novas Membranas e Materiais Livres de PFAS: As células a combustível PEM tradicionalmente utilizam Nafion e membranas de polímero fluoradas semelhantes. No entanto, estas se enquadram na categoria de PFAS (“químicos eternos”), que apresentam riscos ambientais e à saúde caso se degradem. Esforços estão em andamento para desenvolver membranas livres de PFAS que sejam igualmente eficazes. A inovação da SINTEF mencionada acima não apenas afinou a membrana em 33% (melhorando a condutividade e reduzindo o uso de material), mas essas membranas também continham menos flúor, reduzindo assim o potencial risco de PFAS norwegianscitechnews.com. A UE está até considerando restrições aos PFAS, então isso é oportuno. Outras empresas estão testando membranas à base de hidrocarbonetos ou membranas compostas que evitam completamente os PFAS. Membranas aprimoradas também permitem temperaturas de operação mais altas (acima de 120°C para PEM, o que auxilia no uso do calor residual e na tolerância a impurezas). Um desenvolvimento empolgante são as membranas de troca aniônica (AEMs) para células a combustível de membrana alcalina – estas podem usar catalisadores mais baratos e talvez permitam o uso de hidrogênio impuro. O desafio com as AEMs tem sido a estabilidade química, mas avanços recentes resultaram em polímeros AEM mais duráveis que já ultrapassaram 5.000 horas de vida útil em testes, aproximando-se da confiabilidade das PEM.
• Aprimoramentos de Durabilidade: Os stacks de células a combustível precisam durar mais para serem economicamente viáveis, especialmente para aplicações pesadas e estacionárias. Inovações para melhorar a durabilidade incluem melhores revestimentos de placas bipolares (para evitar corrosão), suportes de catalisador que resistem à corrosão do carbono, e o uso de aditivos proprietários nos eletrólitos para minimizar a degradação. Por exemplo, o mais recente stack de célula a combustível Mirai da Toyota teria dobrado a durabilidade em relação à primeira geração, agora visando 8.000–10.000 horas (equivalente a mais de 150 mil milhas em um carro). Em células para aplicações pesadas, empresas como Ballard e Cummins introduziram membranas robustas e componentes resistentes à corrosão projetados para 30.000 horas. A célula a combustível para serviço pesado da Freudenberg mencionada anteriormente utiliza um design especial de eletrodo e sistema de umidificação para reduzir a degradação em altas cargas sustainable-bus.com. O programa Million Mile Fuel Cell Truck do DOE dos EUA estabeleceu uma meta de células a combustível para caminhões de 30.000 horas (cerca de 1 milhão de milhas de condução). Em 2023, esse consórcio anunciou que desenvolveu um novo catalisador que entrega “2,5 kW por grama de platina” – triplo da densidade de potência do catalisador convencional – enquanto atende às metas de durabilidade e custo innovationnewsnetwork.com. Agora estão oferecendo essa tecnologia para licenciamento, o que pode aumentar significativamente a durabilidade e reduzir o custo das células a combustível de caminhões de próxima geração. Além disso, diagnósticos avançados e algoritmos de controle estão ajudando a estender a vida útil; sistemas modernos podem ajustar dinamicamente as condições de operação para minimizar o estresse na célula a combustível (por exemplo, evitando congelamentos rápidos ou limitando picos de voltagem que causam degradação).
• PEM de Alta Temperatura e Tolerância ao CO: Operar células a combustível PEM a mais de 100°C é desejável (melhor recuperação de calor, resfriamento mais simples e tolerância a algumas impurezas). Pesquisadores desenvolveram membranas de polibenzimidazol dopadas com ácido fosfórico (PA-PBI) que permitem que células a combustível PEM operem a 150–180°C. Diversas empresas (como a Advent Technologies) estão comercializando essas PEM de Alta Temperatura (HT-PEM), que podem até usar metanol reformado ou gás natural como combustível, pois toleram até 1–2% de monóxido de carbono, que envenenaria uma PEM padrão energy.gov. Sistemas HT-PEM estão mostrando potencial especialmente para APUs estacionárias e marítimas, embora sua vida útil ainda não seja tão longa quanto a das PEM de baixa temperatura.
• Fabricação e Escalonamento: Muitas inovações visam tornar as células a combustível mais fáceis e baratas de produzir. Empresas aprimoraram a fabricação automatizada de MEA (membrana de eletrodo de montagem), incluindo revestimento roll-to-roll de catalisador e controle de qualidade aprimorado (visão computacional inspecionando cada membrana em busca de falhas). A fabricação de placas bipolares também melhorou – a estampagem de placas metálicas finas agora é comum (substituindo placas de grafite usinadas, mais caras), e até placas de compósito plástico estão sendo testadas. Os stacks são projetados para montagem em grande volume. O stack mais recente da Toyota, por exemplo, reduziu o número de peças e utiliza placas bipolares de carbono-polímero moldado, que são mais leves e simples. Esses avanços estão reduzindo o custo por quilowatt. Em 2020, o DOE estimou que um stack automotivo de PEMFC poderia custar cerca de US$ 80/kW em volume; até 2025, as metas da indústria são menos de US$ 60/kW para 100 mil unidades/ano e menos de US$ 40/kW até 2030, o que tornaria os FCEVs competitivos em custo com motores a combustão innovationnewsnetwork.com. Em inovação de fabricação, também devemos destacar a impressão 3D: pesquisadores começaram a imprimir em 3D componentes de células a combustível, como placas de campo de fluxo intrincadas e até camadas de catalisador, potencialmente reduzindo o desperdício e permitindo designs inovadores que melhoram o desempenho (por exemplo, canais de fluxo otimizados para distribuição uniforme de gás).
• Reciclagem e Sustentabilidade: À medida que o uso de células a combustível cresce, a atenção se volta para a reciclagem ao final da vida útil dos stacks para recuperar materiais valiosos (platina, membranas). Novos métodos estão surgindo – por exemplo, um relatório de 2025 destacou uma técnica de “onda sonora” para separar e recuperar materiais catalisadores de células a combustível usadas fuelcellsworks.com. A IEA observa que reciclar platina de células a combustível é viável e será importante para minimizar a necessidade de platina virgem se milhões de FCEVs forem produzidos. Enquanto isso, algumas empresas estão focando em fabricação verde: eliminando produtos químicos tóxicos do processo de produção (especialmente relevante para membranas antigas contendo PFAS) e garantindo que as células a combustível correspondam à sua imagem limpa ao longo de todo o ciclo de vida.
• Integração de Sistemas & Hibridização: Muitos sistemas de célula a combustível agora são inteligentemente integrados com baterias ou ultracapacitores para lidar com cargas transitórias. Essa abordagem híbrida permite que a célula a combustível opere em carga estável e ideal (para eficiência e longevidade), enquanto uma bateria lida com os picos, melhorando assim a resposta e a vida útil geral do sistema. Por exemplo, praticamente todos os carros a célula a combustível são híbridos (o Mirai tem uma pequena bateria para captar a frenagem regenerativa e aumentar a aceleração). Até mesmo ônibus e caminhões a célula a combustível frequentemente incluem um buffer de íons de lítio. Avanços em eletrônica de potência e software de controle tornam isso transparente. Além disso, a integração com eletrolisadores e fontes renováveis é uma área quente de inovação – criando circuitos fechados virtuais onde o excesso de energia solar produz hidrogênio via eletrólise, o hidrogênio armazenado alimenta células a combustível para gerar energia à noite, etc. O conceito de células a combustível reversíveis (óxido sólido ou PEM que podem operar ao contrário como eletrolisadores) é uma tecnologia de ponta sendo explorada para simplificar tais sistemas energy.gov. Várias startups já possuem sistemas protótipos de SOC reversível (célula de óxido sólido).
• Novos Combustíveis e Carregadores: A inovação não se limita ao gás hidrogênio como combustível. Alternativas como células a combustível alimentadas por amônia estão sendo estudadas (quebrando a amônia em hidrogênio dentro do sistema de célula a combustível, ou até mesmo células a combustível de amônia direta com catalisadores especiais). Se bem-sucedido, isso poderia aproveitar a infraestrutura de amônia para transporte de energia. Outra ideia inovadora: carregadores orgânicos líquidos de hidrogênio (LOHCs) que liberam hidrogênio para uma célula a combustível sob demanda com um catalisador. Em 2023, pesquisadores também demonstraram uma célula a combustível de ácido fórmico direto que pode alcançar alta densidade de potência – o ácido fórmico transporta hidrogênio em forma líquida e pode ser mais fácil de manusear do que o H₂. Nenhuma dessas opções é comercial ainda, mas apontam para opções de combustível flexíveis no futuro, o que pode acelerar a adoção ao usar o portador de hidrogênio mais conveniente para uma determinada aplicação.
• Reciclagem de Células a Combustível & Segunda Vida: No aspecto da sustentabilidade, já que os stacks de células a combustível degradam gradualmente, outra ideia é reutilizar células a combustível automotivas usadas em aplicações de menor demanda como uma segunda vida (semelhante ao que ocorre com baterias de veículos elétricos em armazenamento estacionário). Por exemplo, a célula a combustível de um carro que caiu para menos de 80% de seu desempenho inicial (fim de vida útil para direção) ainda pode ser usada em uma unidade de cogeração residencial ou gerador de backup. Isso requer um design modular para facilitar a reforma ou reempilhamento das células. Alguns fabricantes de automóveis já demonstraram interesse nisso para melhorar a economia e a sustentabilidade do ciclo de vida das células a combustível.

Muitas dessas inovações são apoiadas por esforços colaborativos. A Fuel Cell & Hydrogen Joint Undertaking na UE e os consórcios do DOE dos EUA reúnem laboratórios nacionais, academia e indústria para enfrentar esses desafios técnicos. Por exemplo, o Consórcio de Células a Combustível para Desempenho e Durabilidade (FC-PAD) do DOE tem se concentrado em entender mecanismos de degradação para informar melhores materiais. Na Europa, projetos como o CAMELOT (mencionado no caso SINTEF) visam ampliar os limites de desempenho das PEMFC por meio de designs inovadores norwegianscitechnews.com.

Também vale destacar o rápido progresso nos eletrolisadores (a tecnologia espelhada para produzir hidrogênio). Embora não sejam células a combustível propriamente ditas, melhorias na tecnologia de eletrolisadores (como catalisadores mais baratos, novos tipos de membranas e capacidade de usar água impura ts2.tech) beneficiam diretamente o ecossistema das células a combustível ao tornar o hidrogênio verde mais barato e acessível. A IEA relatou que a fabricação global de eletrolisadores está se expandindo 25 vezes, o que reduzirá o custo do hidrogênio verde e, assim, incentivará uma maior adoção de células a combustível innovationnewsnetwork.com. Técnicas como uso de IA para controle de sistemas e gêmeos digitais para prever manutenção também estão sendo aplicadas a sistemas de células a combustível para maximizar o tempo de operação e o desempenho.

No geral, a inovação contínua levou a melhorias tangíveis: as células a combustível modernas têm aproximadamente 5× a vida útil e 3× a densidade de potência a uma fração do custo em comparação com as de 20 anos atrás. Como Prof. Gernot Stellberger, CEO da EKPO Fuel Cell Technologies, resumiu em uma carta do setor: “Na EKPO, tornamos a célula a combustível competitiva – em termos de desempenho, custo e confiabilidade.” Mas ele observa que, para concretizar os benefícios, “a mobilidade a hidrogênio está pronta para implantação, mas requer apoio político decisivo para superar a diferença inicial de custo.” hydrogen-central.com Isso ressalta que a tecnologia é apenas um lado da moeda; políticas de apoio são necessárias para ampliar a fabricação e, assim, essas inovações realmente se traduzirem em redução de custos. Vamos examinar os aspectos políticos e econômicos a seguir, mas do ponto de vista tecnológico, o campo das células a combustível é vibrante, com avanços surgindo de laboratórios de materiais, garagens de startups e centros de P&D corporativos. Essas inovações dão confiança de que os desafios clássicos das células a combustível (custo, longevidade, dependência de catalisadores) podem ser superados, abrindo portas para o uso generalizado.

Impacto Ambiental das Células a Combustível

As células a combustível são frequentemente promovidas como “dispositivos de emissão zero” de energia – e, de fato, quando operam com hidrogênio puro, seu único subproduto é vapor d’água. Isso oferece enormes benefícios ambientais, especialmente na eliminação de poluentes atmosféricos e gases de efeito estufa no ponto de uso. No entanto, para avaliar totalmente o impacto ambiental, é preciso considerar a rota de produção do combustível e fatores do ciclo de vida. Aqui discutimos os prós e contras ambientais das células a combustível e como elas se encaixam no quebra-cabeça mais amplo da descarbonização:

• Zero Emissões no Escapamento/Locais: Veículos elétricos a célula de combustível (FCEVs) e usinas de energia a célula de combustível não produzem emissões de combustão no local. Para veículos, isso significa sem CO₂, sem NOₓ, sem hidrocarbonetos, sem material particulado saindo do escapamento – apenas água. Em áreas urbanas que enfrentam problemas de qualidade do ar, isso é uma grande vantagem. Cada ônibus a célula de combustível que substitui um ônibus a diesel elimina não apenas o CO₂, mas também a fuligem e o NOₓ do diesel que causam problemas respiratórios. O mesmo vale para aplicações estacionárias: uma célula de combustível funcionando com hidrogênio no centro de uma cidade gera energia limpa sem a poluição de um gerador a diesel ou microturbina. Isso pode melhorar significativamente a qualidade do ar e a saúde pública, especialmente em ambientes densamente povoados ou fechados (por exemplo, empilhadeiras em armazéns – trocar empilhadeiras a propano por células de combustível significa não haver mais acúmulo de monóxido de carbono em ambientes internos). Os sistemas de célula de combustível também são silenciosos, reduzindo a poluição sonora em comparação com geradores a motor ou veículos.
• Emissões de Gases de Efeito Estufa: Se o hidrogênio (ou outro combustível) for produzido a partir de fontes renováveis ou de baixo carbono, as células a combustível oferecem um caminho para a descarbonização profunda do uso de energia. Por exemplo, um carro a célula a combustível funcionando com hidrogênio proveniente de eletrólise alimentada por energia solar tem emissões de CO₂ no ciclo de vida quase zero – mobilidade verdadeiramente verde. Um cenário da Agência Internacional de Energia para emissões líquidas zero em 2050 depende do hidrogênio e das células a combustível para descarbonizar o transporte pesado e a indústria, onde a eletrificação direta é difícil iea.org. No entanto, a fonte do hidrogênio é crucial. Atualmente, cerca de 95% do hidrogênio é produzido a partir de combustíveis fósseis (reforma de gás natural ou gaseificação de carvão) sem captura de CO₂ iea.org. Esse hidrogênio “cinza” produz uma quantidade significativa de CO₂ a montante, cerca de 9-10 kg de CO₂ por kg de H₂ a partir do gás natural. Usar esse hidrogênio em um veículo a célula a combustível resultaria, na verdade, em emissões no ciclo de vida comparáveis ou superiores às de um carro híbrido a gasolina – efetivamente transferindo as emissões do escapamento para a planta de hidrogênio. Assim, para alcançar os benefícios climáticos, o hidrogênio precisa ser de baixo carbono: seja “hidrogênio verde” via eletrólise com eletricidade renovável, ou “hidrogênio azul” via produção fóssil com captura e armazenamento de carbono. Atualmente, o hidrogênio de baixa emissão tem apenas um papel marginal (<1 Mt de ~97 Mt de hidrogênio total em 2023) iea.org, mas uma onda de novos projetos está em andamento e pode mudar drasticamente esse cenário até 2030 iea.org. A IEA observa que, se concretizados, os projetos anunciados levariam a um aumento de cinco vezes na produção de hidrogênio de baixo carbono até 2030 iea.org. Além disso, políticas como o crédito fiscal para hidrogênio do Inflation Reduction Act dos EUA (até US$ 3/kg para H₂ verde) e a estratégia de hidrogênio da UE estão em uma corrida para impulsionar o fornecimento de H₂ limpo iea.org. Enquanto isso, alguns projetos de células a combustível utilizam combustíveis “transicionais”: por exemplo, muitas células a combustível estacionárias funcionam com gás natural, mas alcançam reduções de CO₂ por serem mais eficientes do que uma usina de combustão (e, em modo de cogeração, por substituir a geração separada de calor). Por exemplo, uma célula a combustível com 60% de eficiência emite cerca da metade do CO₂ por kWh de uma usina de energia da rede com 33% de eficiência usando o mesmo combustível energy.gov. Se acoplada ao biogás (gás natural renovável proveniente de resíduos), a célula a combustível pode até ser neutra em carbono ou negativa em carbono. Muitos servidores da Bloom Energy, por exemplo, são alimentados por biogás de aterros sanitários. Na Califórnia, projetos de células a combustível frequentemente utilizam biogás direcionado para reivindicar pegadas de CO₂ muito baixas.
• Setores de Difícil Descarbonização: As células a combustível (e o hidrogênio) possibilitam a descarbonização onde outros meios falham. Para indústrias pesadas (aço, produtos químicos, transporte de longa distância), a eletrificação direta é difícil e os biocombustíveis têm limites. O hidrogênio pode substituir o carvão na produção de aço (via redução direta) e as células a combustível podem fornecer calor de alta temperatura ou energia sem emissões. No transporte rodoviário de cargas, baterias podem não suportar cargas de 40 toneladas por 800 km sem um peso impraticável; o hidrogênio em células a combustível pode. A IEA enfatiza que o hidrogênio e os combustíveis à base de hidrogênio “podem desempenhar um papel importante em setores onde as emissões são difíceis de reduzir e outras soluções são indisponíveis ou difíceis”, como a indústria pesada e o transporte de longa distância iea.org. Até 2030, no cenário de emissões líquidas zero da IEA, esses setores respondem por 40% da demanda de hidrogênio (contra <0,1% hoje) iea.org. As células a combustível são os dispositivos que converterão esse hidrogênio em energia utilizável para esses setores de forma limpa.
• Eficiência Energética e CO₂ por km: Em termos de eficiência, veículos a célula a combustível são geralmente mais eficientes energeticamente do que motores a combustão, mas menos eficientes do que elétricos a bateria. Um carro com célula a combustível PEM pode ter eficiência de ~50–60% ao converter a energia do hidrogênio em potência nas rodas (além de alguma perda na produção do hidrogênio). Um BEV tem eficiência de 70-80% da rede às rodas, enquanto um carro a gasolina tem talvez 20-25%. Assim, mesmo usando hidrogênio de gás natural em um carro a célula a combustível, há uma redução de CO₂ em relação a um carro a gasolina comparável, devido à maior eficiência, mas não tanto quanto usando hidrogênio renovável. Com hidrogênio renovável, o CO₂ por km é praticamente zero. Além disso, como as células a combustível mantêm alta eficiência mesmo em carga parcial, um FCEV em condução urbana pode ter uma penalidade de eficiência menor do que um veículo ICE em tráfego para-e-anda.
• Poluentes e Qualidade do Ar: Abordamos os poluentes do escapamento, mas também considere os de montante. Produzir hidrogênio a partir de gás natural emite CO₂ (a menos que seja sequestrado), mas não emite poluentes locais que afetam a saúde humana. A gaseificação do carvão para hidrogênio, usada em alguns lugares, realmente tem emissões significativas de poluentes, a menos que seja limpa – mas esse método está em declínio devido à sua alta pegada de CO₂. Por outro lado, a eletrólise praticamente não tem emissões ambientais se for alimentada por fontes renováveis (pode haver um pouco de vapor d’água das torres de resfriamento se for uma planta grande, mas isso é irrelevante). O uso de água é outro aspecto: as próprias células a combustível produzem água em vez de consumi-la (uma célula a combustível PEM produz cerca de 0,7 litro de água por kg de H₂ usado). A eletrólise para produzir hidrogênio requer entrada de água – cerca de 9 litros por kg de H₂. Se o hidrogênio for produzido a partir de gás natural, ele produz água em vez de consumi-la (CH₄ + 2O₂ -> CO₂ + 2H₂O). Portanto, o impacto na água depende do caminho: o hidrogênio verde usa água (mas em quantidades relativamente modestas; por exemplo, produzir 1 tonelada de H₂ (que é muita energia) consome cerca de 9-10 toneladas de água, o que equivale ao que se usa para produzir 1 tonelada de aço, para comparar). Algumas empresas estão encontrando formas de usar águas residuais ou até água do mar para eletrólise (um avanço recente permitiu que eletrólisadores PEM funcionassem com água impura ts2.tech). No geral, hidrogênio/células a combustível não são muito intensivos em água comparados, por exemplo, a biocombustíveis ou usinas termelétricas, e em algumas aplicações as células a combustível podem até fornecer água. O sistema Toyota Tri-gen, por exemplo, gera 1.400 galões de água por dia como subproduto, que eles usam para lavar carros pressroom.toyota.com.
• Impactos de Materiais e Recursos: Células a combustível realmente usam alguns materiais exóticos (metais do grupo da platina), mas em pequenas quantidades. Como mencionado, esses estão sendo reduzidos e podem ser reciclados. Do ponto de vista de recursos, um futuro com milhões de carros a célula a combustível exigiria um aumento na oferta de platina, mas estimativas mostram que poderia ser da ordem de algumas centenas de toneladas adicionais até 2040, o que é viável especialmente com reciclagem (em contraste com baterias que exigem grandes quantidades de lítio, cobalto, níquel, etc., levantando suas próprias questões de sustentabilidade). Além disso, células a combustível podem reduzir a dependência de certos minerais críticos: por exemplo, um FCEV não precisa de lítio ou cobalto em escala (apenas uma pequena bateria), potencialmente aliviando a demanda nessas cadeias de suprimentos se os FCEVs conquistarem uma fatia significativa. O próprio hidrogênio pode ser produzido a partir de uma variedade de recursos locais (energia renovável, nuclear, biomassa, etc.), aumentando a segurança energética e reduzindo os impactos ambientais da extração/refino de petróleo. Regiões com abundância de renováveis (desertos ensolarados, planícies ventosas) podem exportar energia via hidrogênio sem precisar instalar linhas de transmissão massivas.
• Comparação com Alternativas: Vale a pena comparar as células a combustível com outras soluções como veículos elétricos a bateria (BEVs) ou biocombustíveis sob uma ótica ambiental. Os BEVs têm maior eficiência, mas enfrentam impactos na fabricação (mineração para grandes baterias, etc.) e ainda exigem uma rede elétrica limpa para realmente serem de baixo carbono. As células a combustível transferem o impacto ambiental para a produção de hidrogênio – que, se feita de forma limpa, pode ter impacto muito baixo. Na prática, provavelmente existirá uma combinação. Muitos especialistas veem células a combustível e baterias como complementares: baterias para distâncias mais curtas e veículos leves, células a combustível para necessidades mais pesadas e de longo alcance. Essa abordagem combinada, como destacado na carta dos CEOs da UE, pode realmente minimizar os custos totais do sistema e da infraestrutura – e, presumivelmente, o impacto ambiental – ao usar cada uma onde é mais adequada hydrogen-central.com.
• Vazamento de Hidrogênio: Uma consideração ambiental sutil que está sendo pesquisada é o efeito do vazamento de hidrogênio na atmosfera. O hidrogênio em si não é um gás de efeito estufa, mas, se vazado, pode prolongar a vida útil do metano e contribuir indiretamente para o aquecimento. Estudos estão analisando esse risco; o Hydrogen Council observa que manter o vazamento baixo (o que é possível com boa engenharia) é importante. Mesmo assim, o pior efeito de aquecimento do H₂ vazado é muito menor do que vazamentos de CO₂ ou metano com conteúdo energético equivalente. Ainda assim, a indústria está desenvolvendo sensores e protocolos para minimizar quaisquer perdas na produção, transporte e uso do hidrogênio.

No geral, a perspectiva ambiental para as células a combustível é muito positiva desde que o hidrogênio venha de fontes limpas. É por isso que tanto investimento está sendo feito para ampliar o hidrogênio verde. A Agência Internacional de Energia destaca que, embora o momento seja forte (com 60 países tendo estratégias para o hidrogênio), é preciso “criar demanda por hidrogênio de baixas emissões e destravar investimentos para ampliar a produção e reduzir custos”, caso contrário a economia do hidrogênio não cumprirá sua promessa ambiental iea.org. Atualmente, apenas 7% dos projetos anunciados de hidrogênio de baixo carbono chegaram à decisão final de investimento, muitas vezes devido à falta de demanda clara ou apoio político iea.org. Essa é uma lacuna que está sendo abordada agora por políticas (mais sobre isso na próxima seção).

Pode-se observar a rápida mudança: por exemplo, no início de 2025, o Tesouro dos EUA finalizou as regras para o crédito fiscal de produção de hidrogênio na IRA, dando certeza aos investidores iea.org. A Europa lançou seus leilões do Banco do Hidrogênio para subsidiar a compra de H₂ verde iea.org. Essas ações devem catalisar mais hidrogênio de baixo carbono, o que melhora diretamente a pegada ambiental de cada célula a combustível implantada. Já, o investimento global em hidrogênio de baixa emissão deve saltar cerca de 70% em 2025, chegando a quase US$ 8 bilhões, após um aumento de 60% em 2024 ts2.tech. Em resumo, quanto mais limpo o hidrogênio, mais verde a célula a combustível – e todo o setor está se movendo rapidamente para garantir que o suprimento de hidrogênio seja limpo.

De uma perspectiva mais ampla, as células a combustível contribuem para a sustentabilidade ambiental não apenas por meio das emissões, mas também ao possibilitar a diversificação energética e a resiliência. Elas podem utilizar excedentes de energia renovável (evitando desperdício/curtailment) e fornecer energia limpa em locais remotos ou atingidos por desastres (apoiando necessidades humanas e de ecossistemas). Quando combinadas com renováveis, tornam viável eliminar combustíveis fósseis em setores antes considerados intratáveis, reduzindo tanto a poluição quanto o impacto climático. Como resumiu o CEO da Air Liquide, François Jackow: “O hidrogênio é uma alavanca fundamental para a descarbonização da indústria e da mobilidade, e um pilar para a resiliência energética e industrial do futuro.” hydrogen-central.com As células a combustível são as ferramentas que transformam esse hidrogênio em energia prática sem poluição.

Em conclusão, a tecnologia de células a combustível oferece vantagens ambientais significativas: ar limpo, menores emissões de gases de efeito estufa e integração de renováveis. O principal cuidado é evitar simplesmente transferir as emissões para a etapa anterior usando hidrogênio fóssil – uma questão transitória que políticas robustas e tendências de mercado estão ativamente enfrentando. Com a expansão do hidrogênio verde, as células a combustível podem fornecer energia verdadeiramente zero carbono em muitos usos. A combinação de ausência de emissões no ponto de uso e um suprimento de combustível cada vez mais zero carbono faz das células a combustível um pilar de muitas estratégias nacionais de clima e planos corporativos de sustentabilidade. Fica claro que, quando se trata de reduzir a poluição e combater as mudanças climáticas, as células a combustível são mais aliadas do que ameaças – uma conclusão ecoada por cientistas e formuladores de políticas em todo o mundo.

Viabilidade Econômica e Tendências de Mercado

A economia das células a combustível tem sido há muito tempo objeto de escrutínio. Historicamente, as células a combustível eram curiosidades caras e de alta tecnologia, acessíveis apenas para missões espaciais ou projetos de demonstração. Mas, na última década, os custos caíram significativamente, e muitas aplicações de células a combustível estão se aproximando da viabilidade econômica – especialmente com políticas de apoio e em volumes de produção mais altos. Aqui, avaliamos a viabilidade econômica das células a combustível em diversos setores e examinamos as atuais tendências de mercado, incluindo investimentos, projeções de crescimento e como as iniciativas políticas estão moldando o mercado.

Trajetórias de custo e competitividade

Os custos dos sistemas de células a combustível são medidos em custo por quilowatt (para pilhas estacionárias e automotivas) ou custo total do sistema por unidade (para coisas como um ônibus ou carro). Vários fatores contribuíram para a redução de custos:

• Produção em volume: À medida que a produção passa de dezenas para milhares de unidades, entram em ação as eficiências de fabricação. A Toyota, por exemplo, reduziu o custo da pilha de células a combustível do Mirai em cerca de 75% da primeira para a segunda geração por meio da produção em massa e simplificação do design. Ainda assim, os FCEVs continuam mais caros inicialmente do que veículos a combustão comparáveis ou mesmo veículos a bateria, devido aos baixos volumes e componentes caros (o Mirai custa cerca de US$ 50 mil antes dos incentivos). O DOE dos EUA tem como meta a paridade de custos com motores a combustão em altos volumes até 2030 (~US$ 30/kW para o sistema de célula a combustível).
• Redução de platina: Discutimos cortes técnicos em platina; economicamente, a platina é uma grande parte do custo da pilha. Reduzir a quantidade ou usar platina reciclada pode economizar milhares no custo da pilha. Atualmente, uma célula a combustível automotiva de 80 kW pode ter 10-20 g de platina (dependendo do design) – a US$ 30/grama, isso representa US$ 300-600 em platina, o que não é enorme, mas é relevante. Para aplicações pesadas, as pilhas são maiores, mas há esforços para manter a platina por kW em queda. Enquanto isso, MCFCs e SOFCs estacionárias evitam totalmente a platina, o que ajuda no custo dos materiais (embora tenham outros materiais e processos de montagem caros).
• Sistema de Balanceamento de Planta (BoP): Componentes não pertencentes à pilha, como compressores, umidificadores, eletrônica de potência, tanques, etc., contribuem muito para o custo. Aqui também, o volume e a maturidade da cadeia de suprimentos ajudam. Nos veículos, os tanques de hidrogênio de fibra de carbono são um grande custo (muitas vezes tanto quanto a própria pilha de célula a combustível). Esses custos estão caindo cerca de 10-20% a cada duplicação do volume. A indústria está pesquisando armazenamento alternativo (como hidretos metálicos ou fibras mais baratas), mas no curto prazo trata-se de ampliar a produção de compósitos. A UE e o Japão têm programas para reduzir pela metade o custo dos tanques até 2030 por meio de automação e novos materiais. No lado estacionário, o BoP inclui reformadores (se usar gás natural), inversores, trocadores de calor – novamente se beneficiando da padronização e escala.
• Custos do combustível: A viabilidade econômica também depende do preço do hidrogênio (ou metanol, etc.). O combustível de hidrogênio hoje pode ser caro em mercados iniciais. Em postos públicos de H₂ na Califórnia ou Europa, o hidrogênio frequentemente custa US$ 10-15 por kg (aproximadamente equivalente em energia a US$ 4-6/galão de gasolina). Isso significa que abastecer um FCEV pode ser similar ou ligeiramente mais caro que gasolina por milha (embora, se comparar ao custo da eletricidade para EV, é mais alto). No entanto, os custos estão caindo à medida que a produção em larga escala entra em operação. O Hydrogen Shot do DOE dos EUA tem como meta US$ 1 por kg de hidrogênio até 2031 innovationnewsnetwork.com. Embora seja ambicioso, mesmo US$ 3/kg (com renováveis ou SMR+CCS) tornariam os FCEVs a hidrogênio muito baratos de operar por milha, já que carros a célula a combustível são 2-3× mais eficientes que motores a combustão. Em termos industriais, os custos do hidrogênio verde caíram para cerca de US$ 4-6/kg em 2025 nos melhores casos (com energia renovável muito barata), e o hidrogênio azul pode custar US$ 2-3/kg. O novo crédito fiscal dos EUA (até US$ 3/kg) pode efetivamente tornar o hidrogênio verde tão barato quanto US$ 1-2/kg nos EUA para produtores, provavelmente resultando em preços de varejo abaixo de US$ 5 nos próximos anos. Os projetos de hidrogênio verde da Europa, sob o Hydrogen Bank, também visam contratos em torno de €4-5/kg ou menos. Tudo isso para dizer: a barreira do custo do combustível está sendo enfrentada, o que vai melhorar a economia do uso de células a combustível em relação aos combustíveis convencionais. Para caminhões de longa distância, hidrogênio a US$ 5/kg é aproximadamente equivalente por milha ao diesel a US$ 3/galão, dada a vantagem de eficiência de um caminhão a célula a combustível.
• Incentivos e Precificação de Carbono: Incentivos governamentais atualmente favorecem economicamente as células a combustível. Muitos países oferecem subsídios ou créditos fiscais: por exemplo, os EUA concedem até US$ 7.500 de crédito fiscal para carros a célula a combustível (assim como para EVs), a Califórnia adiciona incentivos extras, e vários países da UE oferecem subsídios para compra de FCEVs (a França oferece €7.000 para um carro H₂, a Alemanha isenta de impostos rodoviários, etc.). Para ônibus e caminhões, há grandes programas públicos de cofinanciamento (o JIVE da UE financiou mais de 300 ônibus, o HVIP da Califórnia cobre grande parte do custo de um caminhão H₂). Células a combustível estacionárias se beneficiam de créditos fiscais (30% ITC nos EUA fuelcellenergy.com) e programas como os subsídios de CHP do Japão. Além disso, se a precificação de carbono ou as regulamentações de emissões se tornarem mais rígidas, o custo de emitir CO₂ aumentará – favorecendo efetivamente tecnologias de emissão zero como as células a combustível. Por exemplo, sob as regulamentações de frota de CO₂ da Europa e possíveis futuras exigências de combustível, o uso de hidrogênio verde pode gerar créditos que podem ser monetizados. Esse cenário de políticas é fundamental nos próximos 5-10 anos para atravessar a ponte até volumes de mercado autossustentáveis.

Competitividade Atual: Em certos nichos, as células a combustível já são economicamente competitivas ou estão próximas disso:

• Empilhadeiras de armazém: Empilhadeiras movidas a célula de combustível superam as movidas a bateria em tempo de operação e eficiência de mão de obra em operações com grandes frotas. Empresas como o Walmart descobriram que, apesar do maior capex, os ganhos de produtividade (sem troca de baterias, energia mais consistente) e a economia de espaço (não é necessário sala de carregamento) tornaram as células de combustível financeiramente atraentes innovationnewsnetwork.com. Isso levou à implantação de dezenas de milhares sob modelos de leasing pela Plug Power. O CEO da Plug Power observou que essas empilhadeiras podem ter um ROI atraente em locais de alta utilização – por isso Amazon, Walmart, Home Depot, etc., aderiram cedo.
• Ônibus: Ônibus a célula de combustível continuam mais caros do que ônibus a diesel ou a bateria no investimento inicial. No entanto, algumas agências de transporte calculam que, em certas rotas (longa distância, clima frio ou uso intenso), precisam de menos ônibus a hidrogênio do que ônibus a bateria (devido ao reabastecimento mais rápido e maior autonomia). O caso de Viena, substituindo 12 BEB (ônibus elétricos a bateria) por 10 FCEB (ônibus elétricos a célula de combustível), é um exemplo sustainable-bus.com. Ao longo de 12 anos de vida útil, se o custo do hidrogênio cair e a manutenção for comparável, o custo total de propriedade (TCO) pode convergir. Dados iniciais mostram que ônibus a célula de combustível têm menos tempo de inatividade do que os primeiros ônibus a bateria em algumas frotas, o que pode gerar economia.
• Caminhões de longa distância: Aqui, o diesel é um concorrente difícil de superar em termos de custo. Caminhões a célula de combustível têm custo inicial mais alto (talvez 1,5-2× o de um diesel atualmente) e o hidrogênio ainda não é mais barato que o diesel por milha. No entanto, com a produção em volume prevista para o final da década de 2020 (Daimler, Volvo, Hyundai planejam produção em série), e com as mudanças de preço do combustível mencionadas, a economia pode se inverter. Especialmente se regulamentações de emissão zero obrigarem as transportadoras a adotar alternativas ao diesel, as células de combustível podem ser a escolha preferida para rotas longas devido à economia operacional (carga útil e utilização). Um estudo recente da ACT Research projetou que caminhões FCEV podem atingir paridade de TCO com o diesel em certos segmentos pesados até meados da década de 2030, se o hidrogênio chegar a cerca de US$ 4/kg. Califórnia e Europa já sinalizam a eliminação das vendas de diesel nos anos 2030, o que cria um argumento de negócios para investir cedo em caminhões a célula de combustível.
• Energia estacionária: Para fornecimento de energia principal, as células a combustível ainda costumam ter um custo de capital por kW mais alto do que usinas de energia conectadas à rede ou motores. Mas podem competir em confiabilidade e emissões onde esses fatores são valorizados. Por exemplo, data centers podem usar células a combustível junto com a rede elétrica em uma configuração que elimina a necessidade de geradores de backup e sistemas UPS, potencialmente compensando os custos. A Microsoft descobriu que, ao usar uma célula a combustível de 3MW em vez de geradores a diesel, os custos totais podem ser razoáveis ao considerar a eliminação de parte da infraestrutura elétrica carboncredits.com. Em regiões com alto custo de eletricidade (por exemplo, ilhas ou áreas remotas operando geradores a diesel a US$0,30/kWh), células a combustível alimentadas por hidrogênio ou amônia produzidos localmente podem se tornar substitutos limpos e economicamente viáveis. Governos também estão dispostos a pagar um valor adicional pelos benefícios ambientais e de resiliência da rede, por meio de programas como o da NYSERDA, que financia implantações iniciais nyserda.ny.gov. Com o tempo, se custos de carbono ou limites rigorosos de poluição forem aplicados a geradores (algumas cidades consideram proibir novos backups a diesel para grandes edifícios), as células a combustível ganham vantagem econômica.
• Micro-CHP: Unidades de microcogeração (micro-CHP) com células a combustível em residências ainda são bastante caras (dezenas de milhares de dólares), mas no Japão, subsídios e o alto preço da eletricidade da rede + gás natural liquefeito as tornaram viáveis para os primeiros adotantes. Os custos caíram pela metade desde o lançamento, e os fabricantes pretendem reduzi-los ainda mais com a produção em massa. Se os custos do combustível (gás natural ou hidrogênio) permanecerem razoáveis e se houver valor em ter energia de backup (após desastres, etc.), alguns proprietários ou empresas podem pagar mais por uma CHP a célula a combustível para segurança e eficiência energética.

Uma métrica fundamental frequentemente citada é a taxa de aprendizado: historicamente, as células a combustível apresentaram taxas de aprendizado em torno de 15-20% (ou seja, a cada duplicação da produção acumulada, o custo é reduzido por essa porcentagem). À medida que a produção aumenta com os mercados de veículos pesados e estacionários, podemos esperar novas quedas de custo.

Crescimento e tendências do mercado

O mercado de células a combustível está em fase de crescimento. Algumas tendências notáveis em 2025:

• Crescimento de Receita e Volume: De acordo com estudos de mercado, o mercado global de células a combustível (em todas as aplicações) tem crescido cerca de 25%+ ao ano nos últimos anos. O segmento de Veículo Elétrico com Célula a Combustível, em particular, deve crescer mais de 20% CAGR até 2034 globenewswire.com. Por exemplo, espera-se que o mercado de veículos com célula a combustível aumente de cerca de US$ 3 bilhões em 2025 para cerca de US$ 18 bilhões até 2034 globenewswire.com. Da mesma forma, os mercados de células a combustível estacionárias e portáteis estão apresentando taxas de crescimento de dois dígitos. Em 2022, os embarques globais de células a combustível ultrapassaram 200.000 unidades (principalmente pequenos APUs e unidades de movimentação de materiais), e esse número está aumentando à medida que novos modelos de caminhões e carros entram no mercado.
• Pontos Geográficos Quentes: Ásia (Japão, Coreia do Sul, China) lidera em estacionários e é grande em veículos (impulso da China em ônibus/caminhões, veículos pessoais e estacionários do Japão, usinas de energia e veículos da Coreia). A região Ásia-Pacífico dominou o mercado de FCEV em 2024 com grandes participações dos programas de carros de passeio do Japão e da Coreia e dos veículos comerciais da China globenewswire.com. A estratégia integrada da China com subsídios nacionais e polos locais (por exemplo, Xangai, Guangdong) está acelerando rapidamente as implantações globenewswire.com. Europa está investindo fortemente em infraestrutura de hidrogênio e veículos agora; países como a Alemanha já têm 100 estações de H₂ e querem centenas a mais globenewswire.com, e a Europa está financiando muitas implantações de veículos (planos para centenas de caminhões via H2Accelerate, 1.200 ônibus até meados da década sustainable-bus.com, etc.). América do Norte (especialmente Califórnia) tem bolsões de adoção avançada – a Califórnia tem cerca de 50 estações públicas de H₂ e está mirando 200 até 2025 para apoiar dezenas de milhares de FCEVs. Os novos polos de hidrogênio dos EUA (com US$ 8 bilhões em financiamento alocados no final de 2023) vão impulsionar ainda mais o crescimento do mercado regional ao fornecer infraestrutura de hidrogênio em locais como Costa do Golfo, Meio-Oeste, Califórnia, etc. Enquanto isso, novos mercados como a Índia estão explorando células a combustível (a Índia lançou seu primeiro teste de ônibus a H₂ em 2023 e revelou um protótipo de caminhão a célula a combustível em 2025 globenewswire.com). O governo da Índia, sob a Missão Nacional do Hidrogênio, está investindo em projetos de demonstração (por exemplo, ônibus a hidrogênio em Ladakh globenewswire.com).
• Investimentos Corporativos e Parcerias: Grandes players da indústria estão apostando. Montadoras: Toyota, Hyundai, Honda são tradicionais, agora acompanhadas pela BMW (que anunciou um SUV a hidrogênio em série limitada em 2023), e empresas como a GM (desenvolvendo módulos de célula a combustível para aeroespacial e militar, e fornecendo células Hydrotec para parceiros como a Navistar para caminhões). Fabricantes de caminhões: além da joint venture Daimler e Volvo, outros como Nikola, Hyundai (com seu programa XCIENT na Europa e planos para os EUA), Toyota Hino (desenvolvendo caminhões a célula a combustível), Kenworth (em parceria com a Toyota em uma demonstração de caminhão para porto) estão todos ativos. Empresas ferroviárias e de aviação: Alstom (trens), Airbus (com MTU e também uma parceria com a Ballard para um motor de demonstração), e startups como a ZeroAvia (com apoio de companhias aéreas) sinalizam interesse cruzado entre setores.

A cadeia de suprimentos também está passando por consolidação e investimento. Um grande movimento foi a aquisição pela Honeywell do negócio de catalisadores para células a combustível e eletrólise da Johnson Matthey por £1,8 bilhão em 2025, mostrando empresas industriais estabelecidas se posicionando para a economia do hidrogênio ts2.tech. Startups de produção de hidrogênio estão recebendo investimentos de gigantes do petróleo e gás (por exemplo, a BP investindo na startup de eletrólise Hystar e na empresa de LOHC Hydrogenious). Na verdade, as empresas de petróleo e gás aumentaram sua participação – uma análise global de corporate venturing revelou que no primeiro semestre de 2025, empresas de petróleo e gás triplicaram os investimentos em startups de hidrogênio em comparação ao ano anterior, contrariando a narrativa de esfriamento do interesse globalventuring.com. Elas estão se protegendo para um futuro em que o hidrogênio seja um importante vetor energético. Exemplos incluem a Shell investindo em redes de abastecimento de H₂, a TotalEnergies em projetos de produção de hidrogênio, e parcerias como Chevron com Toyota em infraestrutura de hidrogênio.

• IPO e Mercado de Ações: Muitas empresas puras de células a combustível são negociadas publicamente (Plug Power, Ballard Power, Bloom Energy, FuelCell Energy). O desempenho de suas ações tem sido volátil, frequentemente influenciado por notícias de políticas públicas. Em 2020, elas dispararam com o hype do hidrogênio; em 2022–2023, muitas esfriaram devido à lucratividade mais lenta do que o esperado, mas 2024–2025 viu um otimismo renovado à medida que pedidos reais aumentaram e financiamentos governamentais se materializaram. Por exemplo, a Ballard em 2025 recebeu seus maiores pedidos de células a combustível para ônibus até hoje (mais de 90 motores para fabricantes europeus de ônibus) nz.finance.yahoo.com, e está se reestruturando para focar em mercados principais após a chegada de um novo CEO hydrogeninsight.com. Bloom Energy está expandindo a fabricação e buscando novos mercados como a produção de hidrogênio via SOFCs reversíveis. Plug Power, embora enfrente desafios para atingir metas financeiras, está construindo uma rede completa de hidrogênio verde e reportou mais de US$ 1 bilhão em receita para 2024, com planos de crescimento ambiciosos (embora também com grandes despesas) fool.com. Em resumo, o setor passou de puramente P&D para geração de receita, mas a lucratividade geral ainda deve demorar alguns anos enquanto escalam.
• Fusões e Colaborações: Vemos colaborações transfronteiriças e entre setores: por exemplo, Daimler, Shell e Volvo colaborando em ecossistemas de caminhões a hidrogênio; Toyota em parceria com Air Liquide e Honda em infraestrutura no Japão/UE; o Hydrogen Council (formado em 2017) agora com mais de 140 membros corporativos alinhando estratégias. Notavelmente, colaborações internacionais estão se formando: em 2023, foi anunciada uma parceria para enviar hidrogênio (na forma de amônia) da Austrália para o Japão para geração de energia – conectando-se ao uso de células a combustível se as células alimentadas por amônia se comercializarem. Países europeus estão trabalhando juntos: o projeto IPCEI (Projetos Importantes de Interesse Comum Europeu) Hidrogênio reúne bilhões de euros de nações da UE para desenvolver desde eletrólisadores até veículos a célula a combustível iea.org. “Bélgica, Alemanha e Holanda pedem uma estratégia europeia clara para fortalecer o mercado de hidrogênio,” observou uma notícia, destacando a cooperação regional blog.ballard.com.
• Desafios e Ajustes de Mercado: Com o rápido crescimento, também há alguns ajustes mais sóbrios. O relatório H2View H1 2025 observou que “a realidade começou a pesar” para o hidrogênio, com algumas startups falindo e grandes players como a Statkraft pausando projetos devido a altos custos ou demanda incerta h2-view.com. Mas enfatizou que isso é uma evolução estratégica, não um recuo – investidores agora exigem casos de negócio mais claros e fluxos de caixa de curto prazoh2-view.com. Isso é saudável para a estabilidade de longo prazo. Por exemplo, vimos a BP sair de um grande projeto de hidrogênio verde na Holanda em 2025 ao se concentrar no negócio principal, mas o projeto continuou sob uma nova liderança ts2.tech. Também a história dramática da Nikola: após o hype inicial, enfrentou dificuldades financeiras e o escândalo do fundador, e em 2023 seu negócio de caminhões a bateria teve dificuldades. No entanto, em 2025 uma nova entidade, “Hyroad”, adquiriu os ativos e a propriedade intelectual dos caminhões a hidrogênio da Nikola após a falência para continuar impulsionando essa visão h2-view.com. Esses episódios refletem uma transição de uma fase inicial exuberante para uma fase de crescimento mais racional e orientada por parcerias.
• Sinais de Políticas e Mandatos: Os mercados também estão respondendo a regulamentações iminentes. A regra Advanced Clean Trucks da Califórnia e os padrões de CO₂ da UE exigem efetivamente que uma parte dos novos caminhões seja de emissão zero – impulsionando pedidos de caminhões a hidrogênio juntamente com os elétricos a bateria. Na Califórnia, por exemplo, portos e empresas de transporte sabem que precisam começar a adquirir caminhões ZE agora para cumprir as metas para 2035 (quando as vendas de diesel podem ser proibidas). A China está usando o programa Fuel Cell Vehicle City Cluster: subsídios são concedidos a coalizões de cidades que implantam números especificados de FCEVs, visando alcançar 50.000 FCEVs até 2025, conforme mencionado. Esse tipo de mandato garante aos fabricantes que haverá mercado se produzirem veículos a célula de combustível, incentivando o investimento.
• Expansão da Infraestrutura de Hidrogênio: Uma tendência de mercado intimamente ligada às células a combustível é a construção da infraestrutura de reabastecimento. Mais de 1.000 estações de hidrogênio são esperadas globalmente até 2025 (em comparação com ~550 em 2021). As mais de 100 estações da Alemanha já atendem aos carros existentes globenewswire.com, e o país planeja 400 até 2025; o Japão tem como meta 320 até 2025. A China, curiosamente, já tinha mais de 250 estações até 2025 e está construindo rapidamente. Os EUA estão atrás, mas o Infrastructure Bill destinou fundos para corredores de H₂ e iniciativas privadas (como postos de caminhão da Nikola, Plug Power, Shell em desenvolvimento). Novas tecnologias de reabastecimento (como dispensers de alta capacidade de 700 bar para caminhões, ou abastecimento com hidrogênio líquido) estão chegando ao mercado. Em 2023, a primeira estação de reabastecimento de H₂ líquido de alta capacidade para caminhões foi inaugurada na Alemanha pela Daimler e parceiros. Além disso, novos padrões (como as atualizações do protocolo de abastecimento SAE J2601) estão melhorando a confiabilidade e a velocidade do reabastecimento, o que ajuda na aceitação do usuário e no fluxo das estações.
• Perspectiva de Mercado: Olhando para frente, as previsões da indústria são otimistas. A IDTechEx projeta dezenas de milhares de caminhões a célula a combustível nas estradas até 2030 globalmente, e talvez mais de 1 milhão de FCEVs de todos os tipos. Até 2040, as células a combustível podem conquistar uma minoria significativa das vendas de veículos pesados (algumas estimativas apontam 20-30% dos caminhões pesados). As células a combustível estacionárias podem ultrapassar 20 GW de capacidade instalada acumulada até 2030 (de apenas alguns GW hoje) à medida que países como Coreia do Sul, Japão e talvez os EUA (com polos de hidrogênio e metas de rede zero carbono) as implantam para energia limpa e firme. O Hydrogen Council prevê que o hidrogênio atenda de 10-12% da demanda final de energia até 2050 em um cenário de 2°C, o que implica milhões de células a combustível em veículos, edifícios e geração de energia. No curto prazo, os próximos 5 anos (2025-2030) são anos críticos de escala: passando de demonstrações e pequenas séries para produção em massa em vários setores.

Líderes da indústria fazem questão de enfatizar a necessidade de apoio durante essa fase de expansão. Uma carta conjunta de 30 CEOs na Europa alertou que, sem ação rápida, “a mobilidade do hidrogênio na Europa vai estagnar”, e pediu uma implantação coordenada da infraestrutura e a inclusão do hidrogênio em grandes iniciativas hydrogeneurope.eu. Eles destacaram que uma infraestrutura dupla (bateria + hidrogênio) pode economizar centenas de bilhões em atualizações evitadas na rede elétrica hydrogen-central.com, criando um forte argumento econômico para que os governos invistam em hidrogênio juntamente com a eletrificação.

Em termos de investimentos, além dos gastos corporativos, os governos estão mobilizando fundos. A UE destinou €470 milhões em 2023 para P&D e implantação de hidrogênio nos programas Horizon e Hydrogen Europe clean-hydrogen.europa.eu. Os programas de hidrogênio do DOE dos EUA receberam financiamento ampliado (mais de US$ 500 milhões/ano), além dos hubs de US$ 8 bilhões. O governo da China oferece subsídios de cerca de US$ 1.500 por kW de célula a combustível para veículos em seu programa de clusters. Esses esforços, juntos, injetarão dezenas de bilhões no setor nesta década, reduzindo o risco para investidores privados.

Para ilustrar o impulso do mercado com um exemplo concreto: Hyundai em 2025 lançou seu SUV NEXO atualizado e anunciou planos para introduzir versões a célula a combustível de todos os seus modelos de veículos comerciais. Na Europa, Toyota começou a implantar módulos de célula a combustível (do Mirai) em ônibus Hino e Caetanobus, e até mesmo em um projeto de caminhão Kenworth nos EUA. Nikola e Iveco estão construindo uma fábrica na Alemanha para caminhões a célula a combustível, visando centenas por ano até 2024-2025. Com essa capacidade de fabricação entrando em operação, o mercado terá produto disponível – depois, será uma questão de clientes e abastecimento.

Já existem “pedidos reais” acontecendo: por exemplo, em 2025 Talgo (fabricante de trens) encomendou células a combustível Ballard para trens espanhóis a hidrogênio, Sierra Northern Railway encomendou um motor de célula a combustível de 1,5 MW para uma locomotiva (Ballard) money.tmx.com, First Mode encomendou 60 células a combustível Ballard para converter caminhões de mineração para energia a hidrogênio blog.ballard.com. Estes não são projetos científicos, mas acordos comerciais voltados para descarbonizar operações. Esses projetos de adoção inicial em trens e mineração, embora de nicho, são importantes para comprovar a viabilidade econômica em setores pesados.

Por fim, uma tendência em sentimento de mercado: após um pico de hype em torno de 2020 e uma queda em 2022, 2023-2025 tem visto um otimismo mais ponderado e determinado. Executivos frequentemente reconhecem desafios, mas expressam confiança de que podem ser superados. Por exemplo, Sanjiv Lamba, CEO da Linde, destacou que “nenhuma abordagem única pode resolver a sustentabilidade; o hidrogênio é uma opção chave para um transporte mais limpo e, trabalhando juntos – indústria, fabricantes e governos – podemos liberar totalmente seu potencial.” hydrogen-central.com Esse espírito de colaboração entre os setores público e privado agora é evidente. Em certo sentido, as células a combustível saíram do laboratório e chegaram à sala de reuniões: as nações veem valor estratégico em dominar a tecnologia de hidrogênio e células a combustível (para segurança energética e liderança industrial). A Europa até enquadra isso como uma questão de competitividade – daí a urgência após ver os incentivos do IRA dos EUA.

Em resumo, a viabilidade econômica das células a combustível está melhorando rapidamente, impulsionada por avanços tecnológicos e aumento de escala, mas ainda depende de apoio contínuo para alcançar plena competitividade. As tendências de mercado indicam um crescimento robusto e grandes investimentos pela frente, equilibrados por uma abordagem pragmática que prioriza as aplicações mais adequadas (por exemplo, transporte pesado, energia fora da rede) onde as células a combustível têm a maior vantagem. É provável que, nos próximos anos, as soluções com células a combustível se tornem cada vez mais comuns nessas áreas, construindo a experiência e os volumes necessários para, então, expandir ainda mais.

Iniciativas Globais de Políticas e Desenvolvimentos da Indústria

Políticas governamentais e colaborações internacionais estão desempenhando um papel fundamental na aceleração da adoção de células a combustível e hidrogênio. Reconhecendo o potencial para crescimento econômico, redução de emissões e segurança energética, governos ao redor do mundo lançaram estratégias abrangentes e programas de financiamento para apoiar o setor de hidrogênio e células a combustível. Enquanto isso, partes interessadas da indústria estão organizando alianças e parcerias para garantir que a infraestrutura e os padrões acompanhem o ritmo. Esta seção destaca as principais iniciativas globais de políticas, os principais investimentos corporativos e as colaborações internacionais que estão moldando o cenário em 2025:

Políticas e Estratégias Governamentais

• União Europeia: A Europa tem sido, possivelmente, a mais agressiva na formulação de políticas para o hidrogênio. A Estratégia de Hidrogênio da UE (2020) estabeleceu metas de instalar 6 GW de eletrólisadores renováveis até 2024 e 40 GW até 2030 fchea.org. No início de 2025, mais de 60 governos, incluindo a UE, adotaram estratégias para o hidrogênio iea.org. A UE implementou o programa Important Projects of Common European Interest (IPCEI) para hidrogênio, aprovando várias ondas de projetos com bilhões em financiamento para desenvolver toda a cadeia de valor iea.org. Também lançou o Hydrogen Bank (sob o Innovation Fund) para subsidiar os primeiros projetos de produção de hidrogênio verde – o primeiro leilão em 2024 ofereceu €800 milhões para 100.000 toneladas de H₂ verde (essencialmente um contrato por diferença para tornar o H₂ verde competitivo em preço) iea.org. Em mobilidade, a UE aprovou o Alternative Fuels Infrastructure Regulation (AFIR) em 2023, exigindo que até 2030 haja um posto de abastecimento de hidrogênio a cada 200 km ao longo das principais estradas da rede de transporte transeuropeia. Além disso, os padrões de CO₂ para veículos da UE efetivamente pressionam os fabricantes a investir em veículos de emissão zero (incluindo FCEVs). As nações europeias, individualmente, estão investindo: Alemanha investiu mais de €1,5 bilhão em abastecimento de H₂ e P&D nesta década e lidera iniciativas transfronteiriças (por exemplo, o plano do “H2Med” pipeline com Espanha e França para transportar hidrogênio). França anunciou um plano de hidrogênio de €7 bilhões focado em eletrólisadores, veículos pesados e descarbonização da indústria globenewswire.com. Países escandinavos estão formando um “Corredor Nórdico de Hidrogênio” com apoio da UE para implantar caminhões e postos de hidrogênio da Suécia à Finlândia hydrogeneurope.eu. O Leste Europeu também tem projetos (Polônia e República Tcheca planejando hubs de H₂ para caminhões em suas rodovias). Notavelmente, CEOs da indústria na Europa estão pedindo uma ação ainda mais forte – em julho de 2025, mais de 30 CEOs escreveram aos líderes da UE para “posicionar firmemente a mobilidade do hidrogênio no centro da estratégia de transporte limpo da Europa” e alertaram que a Europa deve agir agora para garantir sua liderança inicial hydrogeneurope.eu. Eles apontaram que a Europa pode ganhar 500.000 empregos até 2030 por meio da liderança em tecnologia de hidrogênio hydrogen-central.com, mas somente se a infraestrutura for desenvolvida e se houver estruturas de apoio (como financiamento e regulamentações simplificadas). A UE está ouvindo: eles estão desenvolvendo uma Política Industrial Limpa (às vezes chamada de “Lei da Indústria Net-Zero”), que provavelmente incluirá incentivos para a fabricação de tecnologias de hidrogênio, semelhante ao IRA dos EUA. Um problema: no final de 2024, um rascunho do plano climático da UE para 2040 não mencionou explicitamente o hidrogênio, causando alarme no setor hydrogen-central.com, mas partes interessadas como a Hydrogen Europe estão ativamente fazendo lobby para garantir que o hidrogênio permaneça central nos planos de descarbonização da UE h2-view.com.
• Estados Unidos: Sob a administração Biden, os EUA mudaram fortemente para apoiar o hidrogênio. O Infrastructure Investment and Jobs Act (IIJA) de 2021 incluiu US$ 8 bilhões para Regional Clean Hydrogen Hubs – no final de 2023, o DOE selecionou 7 propostas de hubs em todo o país (por exemplo, um hub de hidrogênio renovável na Califórnia, um hub de hidrogênio de petróleo/gás no Texas, um hub de amônia limpa no Meio-Oeste) para receber financiamento. Esses hubs visam criar ecossistemas localizados de produção, distribuição e uso final de hidrogênio (incluindo células a combustível em mobilidade e energia). O Departamento de Energia também lançou o “Hydrogen Shot” como parte do seu Energy Earthshots, com o objetivo de reduzir o custo do hidrogênio verde para US$ 1/kg até 2031 innovationnewsnetwork.com. O mais transformador, no entanto, foi o Inflation Reduction Act (IRA) de 2022, que introduziu um Production Tax Credit (PTC) para hidrogênio – até US$ 3 por kg para H₂ produzido com emissões quase zero iea.org. Isso torna muitos projetos de hidrogênio verde economicamente viáveis, e uma enxurrada de anúncios de projetos seguiu sua aprovação. Também estendeu créditos fiscais para veículos a célula a combustível e para instalações estacionárias de células a combustível (o ITC de 30% fuelcellenergy.com). A Estratégia e Roteiro Nacional de Hidrogênio dos EUA (lançada em versão preliminar em 2023) apresenta uma visão de 50 milhões de toneladas de hidrogênio por ano até 2050 (acima dos ~10 Mt atuais, em sua maioria de origem fóssil)innovationnewsnetwork.com. Os EUA veem o hidrogênio como fundamental para a segurança energética e competitividade industrial. Além disso, estados como Califórnia têm suas próprias iniciativas: a Comissão de Energia da Califórnia está financiando estações de hidrogênio (com meta de 100 estações de H₂ para caminhões pesados até 2030), e o estado oferece incentivos para veículos de emissão zero, incluindo células a combustível (o programa HVIP para caminhões e programas de vouchers para ônibus). O exército dos EUA também está envolvido – o Exército tem um plano para abastecimento de hidrogênio em bases e está testando veículos a célula a combustível para uso tático e, como mencionado anteriormente, o Departamento de Defesa está em parceria em projetos como o caminhão H2Rescue innovationnewsnetwork.com. No lado regulatório, os EUA estão desenvolvendo códigos e normas (via NREL, SAE, etc.) para garantir o manuseio seguro do hidrogênio e um protocolo de abastecimento uniforme, o que facilita as implantações.
• Ásia: O Japão tem sido um pioneiro do hidrogênio, idealizando uma “Sociedade do Hidrogênio”. O governo japonês atualizou sua Estratégia Básica do Hidrogênio em 2023, dobrando sua meta de uso de hidrogênio para 12 milhões de toneladas até 2040 e prometendo US$ 113 bilhões (15 trilhões de ienes) em investimentos público-privados ao longo de 15 anos. O Japão subsidiou veículos a célula de combustível e construiu cerca de 160 estações, além de financiar micro-CHPs de célula de combustível (Ene-Farm). Também utilizou ônibus e geradores a hidrogênio nas Olimpíadas de Tóquio 2020 (realizadas em 2021) como vitrine. Agora, o Japão está investindo no fornecimento global – por exemplo, uma parceria com a Austrália para transporte de hidrogênio líquido (o navio Suiso Frontier completou uma viagem-teste transportando LH₂). A Coreia do Sul também possui um Roteiro para a Economia do Hidrogênio, com meta de 200.000 FCEVs e 15 GW de geração de energia por célula de combustível até 2040. Até 2025, a Coreia pretendia ter 81.000 FCEVs nas ruas (tinha cerca de 30.000 em 2023, principalmente carros Hyundai Nexo) e 1.200 ônibus, além de expandir sua atual capacidade estacionária de célula de combustível de mais de 300 MW para escala de GW. A Coreia oferece incentivos generosos ao consumidor (um Nexo custa aproximadamente o mesmo que um SUV a gasolina após o subsídio) e já construiu cerca de 100 estações de H₂. Também determinou em 2021 que grandes cidades como Seul tenham pelo menos 1/3 dos novos ônibus públicos movidos a hidrogênio. A China incluiu o hidrogênio em seu Plano Quinquenal nacional pela primeira vez (2021-2025), reconhecendo-o como uma tecnologia-chave para descarbonização e uma indústria emergente payneinstitute.mines.edu. A China ainda não possui um subsídio unificado nacional para hidrogênio em veículos (encerrou os subsídios para NEVs em 2022), mas introduziu o Programa de Demonstração de Veículos a Célula de Combustível: em vez de subsídios por veículo, recompensa agrupamentos de cidades por atingirem metas de implantação e marcos tecnológicos. Como parte disso, a China estabeleceu uma meta de cerca de 50.000 FCEVs (principalmente comerciais) e 1.000 estações de hidrogênio até 2030 globenewswire.com. Províncias-chave como Xangai, Guangdong e Pequim estão investindo pesado – oferecendo subsídios locais, exigências para frotas (por exemplo, exigindo que uma certa porcentagem dos ônibus urbanos em determinados distritos seja a célula de combustível) e construindo parques industriais para fabricação de células de combustível. A Sinopec (a grande petroleira) está convertendo alguns postos de gasolina para adicionar dispensadores de hidrogênio (com meta de 1.000 postos a longo prazo). Internacionalmente, a China está colaborando – o CEO da Ballard destacou a “liderança da China em implantações de hidrogênio” e a Ballard possui joint ventures no país blog.ballard.com. No entanto, a China ainda depende do carvão para grande parte do hidrogênio (que eles chamam de “azul” se com captura de carbono, ou “cinza” sem). A política chinesa também inclui pesquisa em hidrogênio geológico e produção de hidrogênio com energia nuclear, mostrando que estão explorando todas as possibilidades.
• Outras Regiões: A Austrália está aproveitando seus recursos renováveis para se tornar uma exportadora de hidrogênio (embora isso seja mais produção de hidrogênio do que uso doméstico de células a combustível). O país tem estratégias em vigor e grandes projetos, como o potencial Asian Renewable Energy Hub em WA, que produziria amônia verde. Países do Oriente Médio (como Emirados Árabes Unidos, Arábia Saudita) anunciaram mega-projetos de hidrogênio/amônia verde para diversificar do petróleo – por exemplo, NEOM na Arábia Saudita visa exportar amônia verde e também usar parte do hidrogênio para transporte (eles encomendaram 20 ônibus a hidrogênio da Caetano/Ballard, por exemplo). Esses projetos beneficiam indiretamente as células a combustível ao garantir o fornecimento futuro. O Canadá tem uma Estratégia de Hidrogênio e é forte em propriedade intelectual de células a combustível (Ballard, Hydrogenics-Cummins, etc., são canadenses). O Canadá vê oportunidades em transporte pesado e estabeleceu polos de H₂ em Alberta e Quebec. A Índia lançou sua Missão Nacional do Hidrogênio Verde em 2023 com um investimento inicial de mais de US$ 2 bilhões para apoiar a fabricação de eletrólisadores e projetos-piloto de células a combustível (ônibus, caminhões, possivelmente trens). Como um país fortemente dependente da importação de petróleo e com emissões crescentes, a Índia está interessada no hidrogênio para segurança energética; recentemente lançou seu primeiro ônibus a célula a combustível em 2023 e empresas como Tata e Reliance estão investindo na tecnologia globenewswire.com. América Latina: Brasil e Chile têm abundantes fontes renováveis e planejam produzir hidrogênio verde para exportação, além de testar ônibus a célula a combustível (por exemplo, o Chile fez um teste em veículos de mineração). África: A África do Sul, com seus recursos de platina, tem um Roteiro do Hidrogênio e está interessada em caminhões de mineração a célula a combustível (caminhão de 2MW da Anglo American) e energia de reserva. Estruturas de cooperação internacional como a International Partnership for Hydrogen and Fuel Cells in the Economy (IPHE) e a Hydrogen Mission da Mission Innovation facilitam o compartilhamento de conhecimento.

Em resumo, está se formando um consenso político global de que o hidrogênio e as células a combustível são peças críticas para a transição rumo ao zero líquido. Desde os mandatos e financiamentos de cima para baixo da UE, aos incentivos orientados pelo mercado dos EUA, até os esforços coordenados entre governo e indústria na Ásia, essas iniciativas estão reduzindo drasticamente as barreiras para a tecnologia de células a combustível.

Alianças Industriais e Investimentos

No setor industrial, empresas estão unindo forças para compartilhar custos e acelerar a construção de infraestrutura:

• Conselho do Hidrogênio: Formado em 2017 com 13 empresas fundadoras, agora inclui mais de 140 empresas (energia, automotivo, químico, financeiro) defendendo o hidrogênio. Encomenda análises (com a McKinsey) para fundamentar o caso de negócios e tem sido fundamental na promoção da narrativa de que o hidrogênio pode fornecer 20% das necessidades de descarbonização com trilhões de dólares em investimentos até 2050. CEOs deste conselho têm sido vocais. Por exemplo, o CEO da Toyota (como membro) enfatiza regularmente uma estratégia de múltiplos caminhos e tem dialogado com formuladores de políticas no Japão e no exterior para manter as células a combustível na pauta. O relatório do Conselho de 2025 “Closing the Cost Gap” identificou onde o apoio de políticas é necessário para tornar o hidrogênio limpo competitivo até 2030 hydrogencouncil.com.
• Aliança Global para Mobilidade com Hidrogênio: A carta conjunta de 30 CEOs na Europa em 2025 anunciou a formação de uma Aliança Global para Mobilidade com Hidrogênio – essencialmente a indústria se unindo para impulsionar soluções de transporte com hidrogênio em escala hydrogen-central.com. O anexo da carta com citações de CEOs que vimos faz parte de sua campanha de mídia para aumentar a conscientização e pressionar governos hydrogen-central.com. Esta aliança inclui empresas que abrangem toda a cadeia de valor do hidrogênio – desde fornecedores de gás (Air Liquide, Linde), montadoras de veículos (BMW, Hyundai, Toyota, Daimler, Volvo, Honda), fabricantes de células a combustível (Ballard, Bosch via cellcentric, EKPO), fornecedores de componentes (Bosch, MAHLE, Hexagon para tanques) e usuários finais/operadores de frotas. Ao falar com uma só voz, eles buscam garantir que reguladores e investidores ouçam uma mensagem unificada: estamos prontos, precisamos de apoio agora ou corremos o risco de ficar para trás (particularmente em relação a lugares como a China).
• Parcerias entre Montadoras: O desenvolvimento de células a combustível é caro, então as montadoras frequentemente fazem parcerias. A Toyota e a BMW tinham um acordo de compartilhamento de tecnologia (o SUV iX5 Hydrogen limitado da BMW usa células a combustível da Toyota), Honda e GM tinham uma joint venture (embora em 2022 a GM tenha passado a focar principalmente em soluções internas para não-veículos e fornecimento de tecnologia para a Honda). Vemos fábricas conjuntas de células a combustível: por exemplo, a Cellcentric (Daimler-Volvo) construindo uma grande planta na Alemanha para células a combustível para caminhões até 2025. Hyundai e Cummins têm MOUs para colaborar em células a combustível (a Cummins também trabalha com a Tata na Índia). Esses co-investimentos diluem os custos de P&D e alinham padrões (por exemplo, usando níveis de pressão e interfaces de abastecimento semelhantes, para que a infraestrutura possa ser comum).
• Consórcios de Infraestrutura: No abastecimento, grupos de empresas se unem para enfrentar o dilema do ovo e da galinha. Um exemplo é a H2 Mobility Deutschland – um consórcio da Air Liquide, Linde, Daimler, Total, Shell, BMW, etc., que construiu as primeiras 100 estações de hidrogênio da Alemanha com financiamento conjunto. Na Califórnia, a California Fuel Cell Partnership (agora renomeada como Hydrogen Fuel Cell Partnership) reúne montadoras, empresas de energia e governo para coordenar a implantação de estações e a introdução de veículos. A Europa lançou a H2Accelerate para caminhões – inclui Daimler, Volvo, Iveco, OMV, Shell e outros, focando no que é necessário para colocar dezenas de milhares de caminhões a hidrogênio nas estradas nesta década. Eles coordenam questões como garantir que as especificações das estações atendam às necessidades dos caminhões (como dispensadores de alto fluxo) e o cronograma de abertura das estações com as entregas dos caminhões aos clientes.
• Movimentações da Indústria de Energia e Química: Grandes empresas de energia estão investindo na ponta final: a Shell não só constrói estações de H₂, mas também faz parcerias para implantar caminhões (tem uma iniciativa com a Daimler para testar corredores de transporte a hidrogênio na Europa). A TotalEnergies está de forma semelhante equipando alguns locais com hidrogênio e fazendo parcerias em projetos de ônibus na França. As petrolíferas veem potencial para reaproveitar ativos (refinarias podem produzir hidrogênio, postos de gasolina tornam-se hubs de energia com H₂, etc.). Empresas de gases industriais (Air Liquide, Linde) são atores-chave – investem na produção e distribuição de hidrogênio (liquefação, caminhões-tanque, dutos) e até mesmo diretamente no uso final (a Air Liquide tem uma subsidiária que opera estações públicas de H₂ em alguns países). No Japão, empresas como a JXTG (Eneos) estão construindo cadeias de suprimento de H₂ e trabalhando na importação de combustível (como do projeto SPERA LOHC de Brunei). A Chemours (fabricante da membrana Nafion) e outras empresas químicas estão aumentando a produção de materiais para células a combustível devido à crescente demanda, às vezes com apoio governamental (o plano da França incluiu apoio para fábricas de eletrólise e células a combustível, por exemplo, a gigafábrica da AFCP para sistemas de células a combustível).
• Tendências de Investimentos e Financiamento: Mencionamos o corporate VC. Notavelmente, venture capital e private equity investiram muito em startups de hidrogênio – fabricantes de eletrólisadores (ITM Power, Sunfire, etc.), fabricantes de células a combustível (Plug Power adquiriu empresas menores para integrar tecnologia, etc.) e empresas da cadeia de suprimentos de hidrogênio. No primeiro semestre de 2025, apesar de algum esfriamento geral no VC de cleantech, houve interesse sustentado em hidrogênio – o corporate VC de petróleo e gás, especificamente, triplicou as apostas globalventuring.com. Além disso, fundos nacionais verdes estão apoiando o H₂: por exemplo, o programa H₂Global da Alemanha usa um mecanismo de leilão apoiado pelo governo para subsidiar a importação de hidrogênio/amônia verde, o que indiretamente garante o fornecimento aos usuários. A NEDO no Japão financia muitos projetos de P&D e demonstração em estágio inicial (como um navio a célula a combustível e um projeto de equipamento de construção com célula a combustível).
• Normas e Certificações: Esforços internacionais estão em andamento para padronizar o que conta como hidrogênio “verde” ou “de baixo carbono” (importante para o comércio transfronteiriço e para garantir alegações ambientais). A UE publicou atos delegados em 2023 definindo critérios de “Combustível Renovável de Origem Não Biológica” (RFNBO) para hidrogênio iea.org. Também está trabalhando em esquemas de Garantia de Origem. No lado técnico, ISO e SAE estão atualizando padrões de qualidade do combustível, padrões de vasos de pressão (para tanques de 700 bar), etc., facilitando a certificação de produtos entre mercados. Esse trabalho muitas vezes pouco reconhecido é fundamental – por exemplo, o acordo sobre o protocolo de abastecimento permite que veículos de diferentes marcas abasteçam em qualquer lugar. O Global Hydrogen Safety Code Council coordena as melhores práticas para que os países possam adotar regulamentos de segurança harmonizados (assim, o projeto de uma estação em um país atenderá ao código de outro com mudanças mínimas).

Pode-se perceber o quanto de coordenação e dinheiro está sendo direcionado para tornar o ecossistema de hidrogênio/célula a combustível robusto. Como resultado, o que vemos até 2025 é que as células a combustível não são mais uma tecnologia marginal dependente de poucos entusiastas; elas contam com o apoio de grandes indústrias e governos. Isso deve garantir que obstáculos iniciais (como infraestrutura e custo) sejam progressivamente superados.

Para ilustrar uma visão coesa: política, investimento e colaboração se uniram de forma marcante na cúpula climática COP28 (dez 2023), onde o hidrogênio foi um grande foco. Vários países anunciaram uma agenda “Hydrogen Breakthrough” visando 50 mMt de H₂ limpo até 2030 globalmente (isso se alinha com os cronogramas do Hydrogen Council e da IEA). Iniciativas como a Mission Innovation Hydrogen Valley Platform conectam projetos de polos de hidrogênio no mundo todo para troca de conhecimento. E fóruns como o Clean Energy Ministerial têm uma trilha de Iniciativa de Hidrogênio que monitora o progresso.

Também vemos novos acordos bilaterais: por exemplo, a Alemanha assinou parcerias com Namíbia e África do Sul para desenvolver hidrogênio verde (com eventual foco em importações), e o Japão com Emirados Árabes Unidos e Austrália. Estes frequentemente incluem projetos-piloto de células a combustível nesses países parceiros (a Namíbia está considerando hidrogênio para ferrovias e energia, por exemplo, com apoio alemão). A Europa também está buscando importar combustíveis derivados de hidrogênio para aviação e navegação como parte de seus regulamentos ReFuelEU – o que pode indiretamente criar mercados para células a combustível estacionárias (por exemplo, usando amônia em células a combustível em portos).

Em conclusão, a sinergia entre iniciativas globais de políticas e desenvolvimentos da indústria está criando um ciclo de reforço: as políticas reduzem o risco e estimulam o investimento privado, as conquistas da indústria tornam os formuladores de políticas mais confiantes para estabelecer metas ambiciosas. Embora ainda existam desafios (ampliar a fabricação, garantir o fornecimento acessível de combustível, manter a confiança dos investidores durante a fase inicial não lucrativa), o nível de compromisso internacional é sem precedentes. As células a combustível e o hidrogênio deixaram de ser uma solução “um dia, talvez” para se tornarem uma solução “aqui e agora” que os países estão buscando de forma competitiva. Como disse o CEO da EKPO (uma joint venture europeia), trata-se de “agir agora em toda a cadeia de valor” hydrogen-central.com para se manter à frente. Com isso em mente, passamos aos desafios que ainda exigem atenção e, em seguida, ao que o futuro pode reservar além de 2025.

Desafios e Barreiras para a Adoção de Células a Combustível

Apesar do impulso e otimismo, a indústria de células a combustível enfrenta vários desafios significativos que precisam ser superados para alcançar uma adoção generalizada. Muitos deles são bem conhecidos e são alvo tanto de inovação tecnológica quanto de políticas de apoio, como discutido anteriormente. Aqui resumimos as principais barreiras: expansão da infraestrutura, custo e economia, durabilidade e confiabilidade, produção de combustível e outros desafios práticos, juntamente com estratégias para superá-los.

• Infraestrutura de Hidrogênio & Disponibilidade de Combustível: Talvez o gargalo mais imediato seja a falta de uma infraestrutura abrangente de abastecimento de hidrogênio. Os consumidores ficam receosos de comprar FCEVs se não puderem reabastecer facilmente. Em 2025, os postos de hidrogênio estão concentrados em poucas regiões (Califórnia, Japão, Alemanha, Coreia do Sul, partes da China) e mesmo nessas áreas o número é limitado. Construir postos é intensivo em capital (US$ 1-2 milhões cada para capacidade de 400 kg/dia) e, nas fases iniciais, subutilizado. Esse problema do tipo “ovo e galinha” está sendo enfrentado por meio de subsídios governamentais (por exemplo, UE e Califórnia cofinanciando novos postos) e pelo agrupamento das implantações iniciais. Ainda assim, o ritmo precisa acelerar. Como observou uma análise, “o número limitado de postos de abastecimento de hidrogênio levando à baixa compra de FCEVs é uma barreira para o crescimento do mercado” globenewswire.com. Além disso, transportar hidrogênio até os postos (caminhões ou dutos) e armazená-lo (tanques de alta pressão ou criogênicos) adiciona complexidade e custo. Soluções potenciais: usar postos “hub” maiores que atendam frotas (por exemplo, depósitos dedicados de caminhões/ônibus) para aumentar rapidamente a utilização, implantar abastecedores móveis para cobertura temporária e aproveitar a infraestrutura existente (como converter alguns dutos de gás natural para uso de hidrogênio onde possível). Outro aspecto é a padronização: garantir que os protocolos de abastecimento e padrões de bicos sejam uniformes para que qualquer veículo possa usar qualquer posto. Esse desafio já foi amplamente resolvido tecnicamente (com SAE J2601 etc.), mas a confiabilidade operacional precisa ser alta – usuários iniciais enfrentaram eventuais falhas ou filas nos postos, o que pode prejudicar a percepção. A carta dos CEOs na Europa pediu especificamente “apoio político direcionado para destravar investimentos e ampliar a implantação de veículos e infraestrutura de hidrogênio”, ou seja, querem que os governos ajudem a reduzir o risco de construir postos antes da demanda plena hydrogeneurope.eu. Garantir a disponibilidade de hidrogênio “verde” é outro aspecto; atualmente, muitos postos fornecem hidrogênio reformado a partir de gás natural. Para manter os benefícios ambientais e eventualmente cumprir regulamentos climáticos (como a exigência da Califórnia de aumentar o conteúdo renovável de hidrogênio nos postos), mais hidrogênio renovável precisa alimentar a rede – isso significa construir eletrólisadores e obter biogás, o que deve acontecer em paralelo. Iniciativas como os hubs de H₂ dos EUA e o Banco Europeu do Hidrogênio visam esse objetivo.
• Custos Elevados – Custo do Veículo e do Sistema: Embora os custos estejam caindo, os sistemas de célula a combustível e os tanques de hidrogênio ainda são caros, mantendo os preços dos veículos altos. Para veículos pesados, o custo total de propriedade ainda favorece o diesel na ausência de incentivos. “Altos custos iniciais” de fabricação de células a combustível são citados como uma grande barreira por relatórios do setor globenewswire.com. Ônibus, caminhões e trens com células a combustível têm atualmente prêmios de centenas de milhares de dólares. Superar isso significa continuar a ampliação da fabricação e alcançar a produção em volume (o que por si só exige confiança de que haverá compradores – novamente a importância de mandatos/incentivos). O setor está enfrentando o custo de algumas maneiras: projetando sistemas mais simples com menos peças (por exemplo, módulos de pilha integrados que reduzem mangueiras e conexões), usando materiais mais baratos (novos materiais de membrana e placas bipolares) e migrando para métodos de produção em massa (automação, grandes fábricas). Já vimos linhas de produção automotiva de células a combustível (fábrica dedicada da Toyota no Japão, fábricas planejadas da H2 Mobility na China) e estas devem gerar economias de escala até o final da década de 2020. Empresas de células a combustível também vêm cortando linhas de produtos menos promissoras para focar recursos; por exemplo, a Ballard em 2023 iniciou um “realinhamento estratégico” para priorizar produtos com maior tração (células a combustível para ônibus/caminhões) e cortar custos em outras áreas ballard.com. Para sistemas estacionários, o custo por kW ainda é alto (por exemplo, um CHP residencial de 5 kW pode custar mais de US$ 15 mil, uma planta de 1 MW > US$ 3 milhões). Produção em volume e projetos modulares (empilhando várias unidades idênticas) são o caminho para a redução de custos nesse caso, e de fato as células a combustível estacionárias tiveram queda de cerca de 60% no custo por kW na última década, mas precisam de outra queda semelhante para competir amplamente. P&D contínua também é crucial para alcançar os próximos avanços (como catalisadores sem platina, que poderiam reduzir drasticamente os custos das pilhas se a durabilidade for alcançada).
• Custo do Combustível de Hidrogênio & Cadeia de Suprimentos: O preço do hidrogênio na bomba ou na porta da fábrica pode determinar a viabilidade econômica. Atualmente, o hidrogênio costuma ser mais caro do que os combustíveis tradicionais em termos energéticos, especialmente o hidrogênio verde. A Dra. Sunita Satyapal destacou que “o custo continua sendo um dos maiores desafios” e o esforço dos EUA para chegar ao hidrogênio a US$ 1/kg innovationnewsnetwork.com. A meta é ambiciosa, mas mesmo atingir US$ 2-3/kg exigirá a ampliação de eletrólisadores, expansão da energia renovável e, possivelmente, captura de carbono para o hidrogênio azul. Os desafios aqui incluem: escalar matérias-primas para eletrólisadores (como irídio para eletrólisadores PEM, embora alternativas estejam em desenvolvimento), construir energia renovável suficiente dedicada à produção de H₂ e construir armazenamento/transporte (por exemplo, cavernas de sal para armazenamento em massa de H₂ para compensar a produção sazonal). A infraestrutura para transporte rodoviário ou por dutos de hidrogênio ainda é incipiente. Há também desafios regulatórios: em alguns lugares, não está claro como os dutos de hidrogênio serão regulados ou como aprovar rapidamente grandes novas instalações de produção de H₂. Na Europa, atrasos na definição de hidrogênio renovável retardaram alguns projetos iea.org. O setor está ansioso para ver “clareza sobre certificação e regulação”, como observou a IEA, já que a incerteza pode impedir decisões de investimento iea.org. Para mitigar questões de custo do combustível no curto prazo, alguns projetos de demonstração dependem de hidrogênio como subproduto industrial ou gás reformado, que podem ser mais baratos, mas não de baixo carbono. A transição para o verde será um desafio se o H₂ verde continuar caro – por isso os grandes incentivos governamentais agora focam em créditos de produção para fechar artificialmente a diferença até que a escala reduza naturalmente o custo. Além disso, estabelecer um comércio global de hidrogênio (como transporte de amônia ou hidrogênio líquido) será importante para regiões que não conseguem produzir o suficiente localmente; isso traz desafios de construção de terminais de importação/exportação e navios. Mas vários projetos (Austrália<->Japão, Oriente Médio<->Europa) estão em andamento para testar essas rotas.
• Durabilidade e Confiabilidade: As células a combustível precisam igualar ou superar a durabilidade das tecnologias já estabelecidas para realmente conquistar os clientes. Isso significa que células a combustível para carros devem idealmente durar mais de 150.000 milhas com degradação mínima, células para caminhões talvez mais de 30.000 horas, e células estacionárias mais de 80.000 horas (quase 10 anos) de operação contínua. Ainda não chegamos totalmente lá em todos os casos. Números típicos atuais: stacks PEM para veículos leves já demonstraram cerca de 5.000-8.000 horas com menos de 10% de degradação, o que equivale a cerca de 150 mil a 240 mil milhas em um carro – na verdade, atingindo a meta para muitos fabricantes, embora em climas muito quentes ou frios a vida útil possa ser reduzida. O setor pesado ainda está melhorando; algumas células a combustível de ônibus de transporte público já duraram mais de 25.000 horas em testes, mas atingir 35 mil horas de forma consistente é o próximo passo sustainable-bus.com. Para aplicações estacionárias, PAFCs e MCFCs frequentemente precisam de revisões após 5 anos devido a problemas com catalisadores e eletrólitos; SOFCs podem degradar devido a ciclos térmicos ou contaminantes. Melhorar a longevidade é fundamental para reduzir o custo do ciclo de vida (se um stack de célula a combustível precisar ser substituído com muita frequência, isso inviabiliza o caso econômico ou torna a manutenção um problema). Como mencionado, empresas e consórcios do DOE fizeram avanços em catalisadores e materiais para estender a vida útil (como catalisadores mais robustos que suportam ciclos de liga/desliga sem sinterização, revestimentos para evitar corrosão, etc.). Mas ainda é um desafio, especialmente ao buscar limites de desempenho (muitas vezes há um equilíbrio entre densidade de potência e longevidade devido às condições mais estressantes nos materiais). A qualidade do combustível (garantir ausência de enxofre, CO além da tolerância) também é crucial para a durabilidade; por isso, construir um fornecimento confiável de hidrogênio com pureza consistente (grau ISO 14687) é necessário – contaminação em um posto que envenene células a combustível pode causar falhas em vários veículos, um cenário desastroso que deve ser evitado. Portanto, controle de qualidade rigoroso e sensores são necessários em toda a cadeia de suprimentos.
• Percepção Pública e Segurança: O hidrogênio precisa superar preocupações públicas em relação à segurança (“síndrome de Hindenburg”) e à falta de familiaridade. Embora estudos mostrem que sistemas de H₂ devidamente projetados podem ser tão seguros ou mais seguros que a gasolina (o hidrogênio se dispersa rapidamente e os novos tanques são incrivelmente resistentes), qualquer acidente de grande repercussão pode atrasar o setor. Assim, a segurança é um desafio na prática: padrões rigorosos, treinamento de socorristas e comunicação transparente são necessários. Em 2019, uma explosão em um posto de hidrogênio na Noruega (devido a um vazamento e falha de equipamento) levou a uma pausa temporária nas vendas de carros a célula a combustível e a algum ceticismo público. O setor respondeu melhorando os projetos dos postos e os protocolos de segurança. É fundamental manter um histórico de segurança excelente para não perder o apoio público e político. Também é necessário educar o público: muitos consumidores ainda não sabem o que é um carro a célula a combustível ou confundem com “combustão de hidrogênio”. A divulgação por grupos como a Fuel Cell & Hydrogen Energy Association (FCHEA) nos EUA ou Hydrogen Europe na UE busca aumentar a conscientização. Além disso, garantir que os primeiros usuários tenham uma experiência positiva (sem falta de combustível, manutenção fácil, etc.) ajudará no boca a boca.
• Concorrência e Sinais de Mercado Incertos: As células a combustível não estão progredindo em um vácuo – elas enfrentam concorrência da eletrificação por baterias e de outras tecnologias. Alguns especialistas argumentam que as baterias vão melhorar o suficiente para atender até mesmo caminhões pesados ou que e-combustíveis sintéticos poderiam abastecer a aviação e o transporte marítimo, deixando um papel menor para as células a combustível. Por exemplo, um estudo de 2023 de alguns grupos ambientais sugeriu que o hidrogênio em carros de passeio é ineficiente em comparação com a eletrificação direta, e algumas cidades como Zurique decidiram focar apenas em ônibus elétricos a bateria, não em hidrogênio, citando custo e eficiência. A CleanTechnica frequentemente publica críticas como “Ônibus a hidrogênio prejudicam as pessoas que deveriam ajudar”, argumentando que os altos custos poderiam reduzir o serviço de transporte público orrick.com. Narrativas assim podem influenciar políticas públicas – por exemplo, se um governo acredita que as baterias darão conta do recado, pode cortar o financiamento ao hidrogênio (alguns apontam como o documento climático da UE para 2040 omitiu o hidrogênio como sinal de mudança de foco, o que alarmou o setor fuelcellsworks.com). Portanto, um desafio é apresentar argumentos (com dados e resultados de projetos-piloto) sobre onde as células a combustível são a melhor opção. O setor está focando em aplicações de uso intenso e de longo alcance para se diferenciar claramente dos VEBs, e de fato muitos formuladores de políticas e até ONGs tradicionalmente céticas agora reconhecem a necessidade do hidrogênio nesses nichos. No entanto, se a tecnologia de baterias avançar inesperadamente (por exemplo, densidade de energia muito maior ou recarga ultrarrápida que resolva os problemas do transporte rodoviário de longa distância), o potencial de mercado das células a combustível pode diminuir. Para mitigar a incerteza do mercado, empresas como a Ballard se diversificaram em várias aplicações (ônibus, trens, setor marítimo) para garantir que, se uma delas ficar para trás, outra possa compensar. Outra incerteza são os preços da energia: se a eletricidade renovável se tornar extremamente barata e abundante, isso favorece o hidrogênio (matéria-prima barata para eletrólise); se, ao contrário, os combustíveis fósseis permanecerem baratos e os preços do carbono continuarem baixos, o incentivo ao hidrogênio diminui. Por isso, políticas climáticas de longo prazo (como precificação de carbono ou mandatos) são cruciais para sustentar a viabilidade das células a combustível como ferramenta de descarbonização.
• Escalonando a Manufatura & Cadeia de Suprimentos: Alcançar as metas ambiciosas de implantação exigirá o aumento da fabricação de células a combustível, tanques de hidrogênio, eletrólisadores, etc., em um ritmo potencialmente limitado pelas cadeias de suprimentos. Por exemplo, a produção global atual de fibra de carbono pode ser um gargalo se milhões de tanques de hidrogênio forem necessários. A indústria de células a combustível estará competindo com outros setores (eólico, solar, baterias) por algumas matérias-primas e capacidade de fabricação. O treinamento da força de trabalho também não é trivial – técnicos qualificados são necessários para montagem de stacks, manutenção de estações, etc. Os governos estão começando a investir em programas de treinamento (o DOE menciona o desenvolvimento da força de trabalho como parte de sua agenda innovationnewsnetwork.com). A localização das cadeias de suprimentos é uma tendência (UE e EUA querem fabricação doméstica para criar empregos e garantir o fornecimento). Isso é tanto um desafio quanto uma oportunidade: novas fábricas custam dinheiro e tempo para serem construídas, mas, uma vez prontas, reduzirão custos e dependências de importação.
• Continuidade e Apoio de Políticas: Embora as políticas sejam amplamente favoráveis agora, sempre há o risco de mudança política. Subsídios podem expirar cedo demais ou regulamentos podem mudar se, por exemplo, uma administração diferente der menos prioridade ao hidrogênio. A indústria depende, em certa medida, de apoio sustentado nesta década para alcançar a autossuficiência. Garantir apoio bipartidário ou amplo, destacando empregos e benefícios econômicos, pode ajudar (daí o foco no hidrogênio criando 500 mil empregos na UE até 2030 hydrogen-central.com e revitalizando indústrias). Outro aspecto é a agilização de licenças – grandes projetos de infraestrutura podem ser atrasados por burocracia, então alguns governos (como a Alemanha) estão trabalhando em processos de aprovação mais rápidos para projetos de hidrogênio, o que, se não for alcançado, pode ser uma barreira.

Apesar desses desafios, nenhum parece intransponível diante dos esforços concentrados em andamento. Como Dra. Sunita Satyapal observou, além do custo, “um desafio fundamental está em garantir a demanda por hidrogênio. É essencial não apenas aumentar a produção, mas também estimular a demanda de mercado em vários setores… precisamos escalar para alcançar a viabilidade comercial.” innovationnewsnetwork.com Esse dilema do ovo e da galinha entre oferta e demanda está, de fato, no centro de muitos desafios. A abordagem adotada (hubs, frotas, expansão coordenada de veículos e estações) é para romper esse impasse.

É instrutivo ver que desafios semelhantes existiam para veículos elétricos a bateria há uma década – alto custo, poucos carregadores, ansiedade de autonomia – e, por meio de esforço contínuo, esses estão sendo gradualmente resolvidos. As células a combustível estão talvez 5-10 anos atrás das baterias em maturidade, mas com uma urgência climática ainda maior agora e aprendendo com a implantação dos EVs, a esperança é que esses obstáculos possam ser superados mais rapidamente.

Em resumo, os principais desafios para as células a combustível são infraestrutura, custo, durabilidade, produção de combustível e percepção/concorrência. Cada um está sendo abordado por meio de uma combinação de P&D tecnológica, incentivos de políticas públicas e estratégias da indústria. A próxima seção irá considerar como esses esforços podem se desenrolar no futuro e qual é a perspectiva para as células a combustível.

Perspectivas Futuras

O futuro das células a combustível é cada vez mais promissor à medida que olhamos para 2030 e além, embora se desenvolva de forma diferente entre os setores. Supondo que as tendências atuais de melhoria tecnológica, apoio de políticas públicas e adoção de mercado continuem, podemos esperar que as células a combustível passem da fase de adoção inicial de hoje para uma fase de mercado de massa na próxima década. Veja a seguir uma perspectiva do que esperar:

• Escala e Adoção em Massa até 2030: Até 2030, as células a combustível podem se tornar uma visão comum em certos segmentos. Muitos especialistas preveem transporte pesado como a área de destaque: milhares de caminhões movidos a célula a combustível de hidrogênio nas rodovias da Europa, América do Norte e China, apoiados por corredores de hidrogênio dedicados. Grandes empresas de logística e operadores de frotas já estão testando e provavelmente expandirão o uso de caminhões a hidrogênio à medida que os veículos se tornarem disponíveis. Por exemplo, o consórcio H2Accelerate prevê que os veículos pesados FCEV atinjam paridade de custo com o diesel na década de 2030 com volumes suficientes hydrogen-central.com. Podemos ver caminhões a célula a combustível dominando as novas vendas para longas distâncias até o final da década de 2030, se a tecnologia cumprir suas promessas – complementando os caminhões elétricos a bateria, que ficarão com as rotas de curta distância e regionais. Os ônibus a célula a combustível também podem se tornar um item básico das frotas urbanas, especialmente para rotas mais longas e em climas frios, onde as baterias perdem autonomia. A meta da Europa de 1.200 ônibus até 2025 é apenas o começo; com financiamento e queda de custos, esse número pode facilmente crescer para mais de 5.000 até 2030 na Europa, e de forma semelhante em muitos países da Ásia (China e Coreia, cada uma visando milhares). Os trens a célula a combustível provavelmente se proliferarão em linhas não eletrificadas na Europa (Alemanha, França e Itália já anunciaram expansões) e potencialmente na América do Norte (para trens suburbanos ou rotas industriais), dado o sucesso na Europa. A Alstom e outros já têm mais pedidos, e até 2030 os trens a hidrogênio podem ser uma linha de produtos madura, deixando de ser uma novidade.
• Expansão das Células a Combustível Estacionárias: Na geração de energia, as células a combustível estão prestes a conquistar um nicho significativo. Espere que mais data centers adotem células a combustível como backup ou até mesmo como fonte primária de energia, à medida que empresas como Microsoft e Google buscam metas de energia limpa 24/7. O sucesso da Microsoft com células a combustível de 3MW carboncredits.com sugere que, até 2030, os geradores a diesel em data centers podem começar a ser substituídos em massa por sistemas de células a combustível, especialmente se os custos de carbono ou preocupações com confiabilidade (devido a eventos climáticos extremos, etc.) tornarem o diesel menos atraente. Concessionárias de energia podem instalar grandes parques de células a combustível para geração distribuída – a Coreia do Sul já possui usinas de 20-80 MW e planeja mais. Outros países com redes elétricas limitadas (por exemplo, Japão, partes da Europa) poderiam usar células a combustível para fornecer geração local e melhorar a resiliência. Células a combustível micro-CHP em residências podem continuar sendo um fenômeno principalmente do Japão/Coreia, a menos que os custos caiam drasticamente ou que concessionárias de gás natural na Europa se adaptem ao hidrogênio e promovam caldeiras a célula a combustível. No entanto, o conceito de células a combustível reversíveis (energia <-> armazenamento de hidrogênio) pode se tornar um ativo importante para redes com alta penetração de renováveis, atuando essencialmente como armazenamento de energia de longo prazo. Até 2035, alguns analistas preveem centenas de megawatts desses sistemas equilibrando a energia solar/eólica sazonal em lugares como Califórnia ou Alemanha.
• Economia do Hidrogênio Verde: O sucesso das células a combustível está atrelado ao crescimento do hidrogênio verde. Animadoramente, todos os sinais apontam para uma grande expansão da produção de hidrogênio verde. A IEA projeta um aumento de 5x até 2030 na produção de hidrogênio de baixo carbono, caso os projetos anunciados avancem iea.org. Com o IRA e incentivos semelhantes, podemos testemunhar o hidrogênio verde atingindo aquele “santo graal” de US$1/kg já no início dos anos 2030 (em regiões ricas em renováveis), ou pelo menos US$2/kg na maioria dos lugares, o que tornaria as operações com células a combustível extremamente competitivas em termos de custo do combustível. Essa abundância de hidrogênio verde barato não só abasteceria veículos e usinas, mas também abriria novos mercados para células a combustível – por exemplo, células a combustível em navios cargueiros usando amônia craqueada a bordo, ou energia por célula a combustível para vilarejos remotos atualmente movidos a diesel (já que o H₂ verde poderia ser transportado ou produzido localmente com energia solar). Se o hidrogênio se tornar uma commodity negociada como o GNL, até mesmo países sem renováveis poderiam importá-lo e usar células a combustível para gerar energia limpa.
• Avanços Técnicos: A pesquisa e desenvolvimento contínua pode trazer algumas mudanças radicais. Por exemplo, se catalisadores sem metais preciosos atingirem paridade de desempenho, as restrições de oferta e o custo da platina se tornam irrelevantes – os custos dos stacks de células a combustível poderiam despencar, e nenhum país controlaria sozinho os recursos (a platina está fortemente concentrada na África do Sul e Rússia, então reduzir essa necessidade também traz benefício geopolítico). A eficiência das células a combustível de óxido sólido pode melhorar ainda mais e SOFCs de baixa temperatura podem se tornar viáveis, preenchendo uma lacuna entre PEM e SOFC para certos usos. Na área de armazenamento de hidrogênio, avanços (talvez em armazenamento em estado sólido ou fibra de carbono mais barata) podem tornar o armazenamento de H₂ mais fácil e denso, ampliando o alcance dos FCEVs ou possibilitando aplicações de menor porte. Há também o potencial de novos tipos de células a combustível – por exemplo, células a combustível cerâmicas protônicas operando em temperaturas médias que combinam algumas vantagens de PEM e SOFC – o que pode expandir os casos de uso.
• Convergência com Renováveis e Baterias: Em vez de competir, células a combustível, baterias e renováveis provavelmente funcionarão em conjunto em muitos sistemas. Por exemplo, uma futura rede elétrica de emissão zero pode usar solar/eólica (intermitente), armazenamento em baterias (curto prazo) e geradores a célula a combustível operando com hidrogênio ou amônia armazenados (longo prazo, suporte de pico). Em veículos, todo veículo a célula a combustível ainda terá uma bateria (híbrido) para capturar regeneração e aumentar a potência. Também podemos ver FCEVs plug-in: veículos que funcionam principalmente com hidrogênio, mas também podem ser carregados na rede elétrica como um híbrido plug-in. Isso pode oferecer flexibilidade operacional e potencialmente reduzir a necessidade de combustível – alguns carros conceito já foram apresentados com essa capacidade.
• Perspectiva de Mercado e Volume: Até meados da década de 2030, o mundo pode ter milhões de veículos a célula a combustível nas ruas se as condições favoráveis persistirem. Para perspectiva, as previsões variam: as mais otimistas falam em 10 milhões de FCEVs até 2030 globalmente (principalmente na China, Japão, Coreia), as mais conservadoras falam em talvez 1-2 milhões. Veículos pesados serão uma parte disso – dezenas de milhares de caminhões e ônibus vendidos por ano até o final da década de 2020. A receita da indústria de células a combustível pode chegar a dezenas de bilhões anualmente, com muitas empresas lucrativas até lá. Regiões como a Europa pretendem criar campeões domésticos para rivalizar com Ballard ou Plug, o que pode acontecer (a Bosch pode se tornar um grande player com sua própria produção de células a combustível, por exemplo). Além disso, novos players podem surgir – por exemplo, na China, REFIRE e Weichai se tornaram grandes produtores de sistemas de células a combustível em poucos anos graças ao foco do governo, e podem se tornar concorrentes globais em breve.
• Política e Metas Climáticas: As células a combustível são fundamentais para muitos roteiros de neutralidade de carbono até 2050. Se olharmos para 2050: em um cenário de emissões líquidas zero, o hidrogênio e as células a combustível poderiam fornecer de 10 a 15% da energia final mundial commercial.allianz.com, abastecendo uma grande parcela do transporte pesado, navegação (possivelmente via células a combustível de amônia ou combustão), aviação (talvez via combustão de hidrogênio para grandes jatos, mas células a combustível para aeronaves regionais) e uma parte da geração de eletricidade. Até lá, as células a combustível podem ser tão onipresentes quanto os motores de combustão já foram – presentes em tudo, desde eletrodomésticos (como geradores de célula a combustível em porões ou APUs em residências) até usinas de grande porte. Elas também podem se tornar bastante invisíveis para a experiência do usuário – por exemplo, um consumidor pode viajar em um trem ou ônibus movido a hidrogênio e nem perceber que é uma célula a combustível e não energia da rede elétrica ou bateria, porque a experiência (suave, silenciosa) é semelhante ou melhor. A narrativa pode mudar: em vez de “célula a combustível vs bateria”, pode ser simplesmente que veículos elétricos vêm em dois tipos (bateria ou célula a combustível) dependendo das necessidades de autonomia, ambos sob o guarda-chuva da propulsão elétrica.
• Perspectivas de Especialistas: Líderes do setor permanecem otimistas, mas realistas. Por exemplo, Tom Linebarger (Presidente Executivo da Cummins) em 2024 disse: “Acreditamos que as células a combustível de hidrogênio terão um papel fundamental, especialmente em aplicações de grande porte, mas o sucesso dependerá da redução de custos e da expansão da infraestrutura de hidrogênio – ambos já estão acontecendo.” Muitos compartilham essa visão: as células a combustível não substituirão baterias ou motores a combustão em todos os lugares, mas preencherão segmentos críticos e funcionarão ao lado de outras soluções. Cientistas como Prof. Yoshino (inventor da bateria de lítio) chegaram a dizer que hidrogênio e baterias devem coexistir para substituir totalmente o petróleo. Enquanto isso, vozes de cautela como Elon Musk (que ficou famoso por chamar células a combustível de “fool cells”) estão cada vez mais isoladas, já que até a Tesla explora o uso de hidrogênio para a produção de aço em suas fábricas.

Pode-se esperar alguma consolidação no setor à medida que amadurece: nem todas as startups de células a combustível atuais sobreviverão – aquelas que realmente tiverem tração serão compradas ou superarão as demais. Por exemplo, em 2025, vimos a Honeywell comprando a divisão da JM ts2.tech – provavelmente mais negócios virão à medida que grandes empresas adquirirem capacidades. Isso pode acelerar o desenvolvimento ao trazer a tecnologia de células a combustível para o guarda-chuva de gigantes da manufatura com grandes recursos.

• Adoção pelo Consumidor: Para que os FCEVs de consumo realmente tenham sucesso, o abastecimento de hidrogênio deve ser quase tão conveniente quanto o da gasolina. Até 2030, regiões como Califórnia, Alemanha e Japão podem se aproximar disso – com centenas de postos para que um motorista de FCEV não precise se preocupar em planejar rotas. Se isso acontecer, o boca a boca dos proprietários (que aproveitam recargas rápidas e grande autonomia) pode incentivar outros, especialmente aqueles que talvez não estejam satisfeitos com a velocidade de recarga ou autonomia dos atuais EVs para seu uso. Além disso, mais modelos de veículos ajudarão – atualmente as opções são limitadas (apenas alguns modelos de carros, embora mais estejam chegando, como a próxima geração da Hyundai e talvez modelos da China ou um Lexus a célula a combustível). Se até o final da década de 2020 marcas populares tiverem um SUV ou picape a célula a combustível em sua linha, isso muda o jogo. Há rumores de que a Toyota pode colocar células a combustível em SUVs e picapes maiores, o que poderia popularizar a tecnologia entre um público diferente dos compradores do Mirai, mais preocupados com o meio ambiente.
• Equidade Global: À medida que a tecnologia de célula a combustível amadurece, ela pode ser transferida e usada em países em desenvolvimento, não apenas nos ricos. Especialmente para fornecimento de energia em áreas remotas ou transporte público limpo em cidades poluídas da Índia, África e América Latina. Os custos precisam cair primeiro, mas até 2035 poderíamos ver, por exemplo, ônibus a hidrogênio em cidades africanas funcionando com hidrogênio verde produzido localmente a partir de energia solar abundante. Se houver financiamento internacional, as células a combustível podem superar tecnologias antigas e poluentes nesses locais.

Em conclusão, a perspectiva para as células a combustível é de integração crescente no cenário de energia limpa. Há um otimismo cauteloso respaldado por avanços concretos de que as células a combustível vão superar os desafios atuais e encontrar seu devido lugar. Como Oliver Zipse (BMW) disse, o hidrogênio não é apenas uma questão de clima, mas também de “resiliência e soberania industrial” hydrogen-central.com – ou seja, países e empresas veem valor estratégico em adotar a tecnologia de célula a combustível e hidrogênio (reduzindo a dependência do petróleo, criando indústrias). Esse impulso estratégico garante o compromisso de longo prazo.

Embora ninguém possa prever o futuro com certeza, é revelador que praticamente todas as grandes economias e fabricantes de veículos agora tenham um plano para hidrogênio/célula a combustível – algo que não era verdade há uma década. As peças estão se encaixando: a tecnologia está melhorando, mercados estão se formando, políticas estão se alinhando, investimentos estão fluindo. Se a década de 2010 foi a era do avanço das baterias e da adoção inicial, o final da década de 2020 e os anos 2030 podem muito bem ser a era em que o hidrogênio e as células a combustível se consolidam e ganham escala. O resultado pode ser um mundo em 2050 onde os setores de transporte e energia sejam amplamente livres de emissões, graças em grande parte à tecnologia de célula a combustível onipresente trabalhando silenciosamente – em carros, caminhões, casas e usinas – cumprindo a promessa de décadas de uma economia do hidrogênio.

Como reflexão final, vale lembrar as palavras de um executivo da Toyota, Thierry de Barros Conti, que em um seminário de 2025 pediu paciência e perseverança: “Esta não tem sido uma estrada fácil, mas é a estrada certa.” pressroom.toyota.com O caminho das células a combustível teve curvas e reviravoltas, mas com esforço contínuo, está nos levando a um futuro mais limpo e sustentável movido a hidrogênio.

Fontes

• Fortin, P. (2025). Pesquisa SINTEF sobre a redução de platina em células a combustível – Norwegian SciTech News norwegianscitechnews.com
• Satyapal, S. (2025). Entrevista sobre conquistas e desafios do programa de hidrogênio dos EUA – Innovation News Network innovationnewsnetwork.com
• Globe Newswire. (2025). Tendências do mercado de veículos elétricos a célula a combustível 2025 – Precedence Research globenewswire.com
• Sustainable Bus. (2025). Implantação e tendências de ônibus a célula a combustível na Europa sustainable-bus.com
• Airbus Press Release. (2025). Parceria Airbus e MTU em aviação com célula a combustível, citações de especialistas airbus.com
• Hydrogen Central. (2025). Citações do CEO da Global Hydrogen Mobility Alliance (Air Liquide, BMW, Daimler, etc.) hydrogen-central.com
• NYSERDA Press Release. (2025). Nova York financia projetos de células a combustível de hidrogênio, citações oficiais nyserda.ny.gov
• IEA. (2024). Principais conclusões e destaques de políticas da Revisão Global do Hidrogênio iea.org
• H2 View. (2025). Revisão do mercado de hidrogênio em meados de 2025 (realismo dos investidores, notícias da Nikola) h2-view.com
• Ballard Power. (2025). Anúncios corporativos (pedidos de ônibus, foco estratégico) money.tmx.com, cantechletter.com