Célula de combustível

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Célula de combustível
Motore-idrogeno hydrogen engine.gif

Funcionamento da
célula de combustível

Tipo
Descoberto
Data

Uma célula de combustível é uma célula eletroquímica que converte energia potencial de um combustível em eletricidade através de uma reação eletroquímica. Como qualquer célula eletroquímica, uma célula de combustível consiste em dois elétrodos, o ânodo e o cátodo, e um eletrólito. Dois componentes são essenciais: o hidrogénio, como combustível, e o oxigénio como oxidante.[1] Em princípio, as células de combustível não são poluentes, visto que tem água com o produto da reação.[1]

FuncionamentoEditar

Em termos gerais, a célula de combustível funciona como uma gerador de corrente elétrica. A corrente gerada faz funcionar os mais diversos dispositivos (lâmpadas, motores, eletrodomésticos, como exemplos) e depois retorna ao gerador, completando o que se chama de circuito elétrico. O seu princípio de funcionamento consiste em utilizar a energia gerada pela reação de hidrogénio com oxigénio, tendo água como produto. O hidrogénio é alimentado no ânodo onde é decomposto por um catalisador em protões, com carga positiva, e eletrões com carga negativa. Os eletrões são injetados na corrente elétrica (a parte útil do sistema), e os protões migram através do eletrólito até ao cátodo. Aí, os protões combinam-se cataliticamente com o oxigénio vindo do ar e os eletrões retornados pela corrente elétrica.[1]

Célula de combustível
de William Robert Grove
(1839).
Vídeo: funcionamento de
uma célula de combustível
microbiana
.
Vista em corte de um automóvel
com célula de combustível.

TiposEditar

 
Célula de combustível utilizada na NASA.

Existem vários tipos de células de combustíveis, geralmente classificados pela temperatura de operação.[2]

  • Temperaturas abaixo de 250 ºC:
    • Membrana de troca de protões (PEM)
  • Temperaturas acima de 600 ºC:
    • Óxidos Sólidos (SO)

HistóriaEditar

A primeira célula de combustível foi desenvolvida no século XIX em 1838 por William Robert Grove.[3][4] Um esboço foi publicado em 1842 pelo mesmo cientista.[5][6] As células de combustível só tiveram aplicações práticas a partir da Década de 1960, quando Thomas Grubb e Leonard Niedrach, da companhia General Electric, tiveram sucesso no desenvolvimento de uma célula PEM. Apesar da sua portabilidade, não era viável economicamente, dado uso de platina como catalisador.[7] A primeira célula de combustível a hidrogênio para o ramo automóvel foi desenvolvida em 1991 por Roger Billings.[8] Estudos na década de 2020, indicam que as células de combustível podem ser abastecidas com etanol (álcool combustível) utilizando o hidrogênio contido neste.[9][10]

ImagensEditar

Veículos equipados com células de combustível:
Automóvel:
Submarino:
Avião elétrico:
Bonde:
Protótipo Toyota FCHV Submarino Tipo 212 HY4 Bonde de Oranjestad

Ver tambémEditar

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Referências

  1. a b c «A Basic Overview of Fuel Cell Technology» (em inglês). Smithsonian Institution. 2017. Consultado em 21 de março de 2019 
  2. Mamede dos Santos, Fernando A.; Mamede dos Santos, Fernando M. (2004). «Células de Combustível». Instituto Politécnico de Viseu. Millenium. 29: 146-156. ISSN 1647-662X. Consultado em 22 de março de 2019 
  3. «Mr. W. R. Grove on a new Voltaic Combination». The London and Edinburgh Philosophical Magazine and Journal of Science. 1838. Consultado em 2 de outubro de 2013 
  4. Grove, William Robert (1839). «On Voltaic Series and the Combination of Gases by Platinum». Philosophical Magazine and Journal of Science. XIV (86–87): 127–130. doi:10.1080/14786443908649684 
  5. Grove, William Robert (1842). «On a Gaseous Voltaic Battery». Philosophical Magazine and Journal of Science. XXI (140): 417–420. doi:10.1080/14786444208621600 
  6. Larminie, James; Dicks, Andrew. Fuel Cell Systems Explained (PDF). [S.l.: s.n.] 
  7. «Collecting the History of Proton Exchange Membrane Fuel Cells» 
  8. «Spotlight on Dr. Roger Billings». Computer Technology Review. Consultado em 21 de setembro de 2015 
  9. Garcia, Rafael H.L. (15 de junho de 2021). «IPEN/CNEN e Nissan renovam parceria para lançar célula a combustível a etanol no Brasil». IPEN. Consultado em 17 de outubro de 2022 
  10. Palazi, Ana Paula (29 de julho de 2022). «Carro elétrico movido a etanol». Jornal da UNICAMP. Consultado em 17 de outubro de 2022 

Ligações externasEditar