Célula de combustível

Célula de combustível

Funcionamento da
célula de combustível

Tipo	célula galvânica

Descoberto

Data	1842

editar - editar código-fonte - editar Wikidata

Célula de combustível é uma célula eletroquímica que converte energia potencial de um combustível em eletricidade através de uma reação eletroquímica de eletrólise reversa.^[1] Como qualquer célula eletroquímica, uma célula de combustível consiste em dois elétrodos polarizados, o ânodo (-) e o cátodo (+), e um eletrólito. Dois componentes são essenciais: o hidrogénio, como combustível, e o oxigénio como oxidante.^[2]

Em princípio, as células de combustível não são poluentes, visto que tem água com o produto da reação.^[2]

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 (eletrólise reversa) consiste em utilizar a energia gerada pela reação de hidrogénio com oxigénio, tendo água como produto.^[1][3] O hidrogénio é alimentado no ânodo onde é decomposto quimicamente 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.^[2]

Funcionamento.	Vista em corte de um automóvel com célula de combustível.

Ver artigos principais: Célula de combustível de água de Stan Meyer e Célula de combustível microbiana

Existem vários tipos de células de combustíveis, geralmente classificados pela temperatura de operação.^[4]

• Temperaturas abaixo de 250 ºC:

• • Alcalinas (A)

• • Ácido fosfórico (PA)

• • Membrana de troca de protões (PEM)

• Temperaturas acima de 600 ºC:

• • Carbonatos Fundidos (MC)

• • Óxidos Sólidos (SO)

Célula de combustível de metanol direto utilizada na NASA.	Vídeo: funcionamento de uma célula de combustível microbiana.	Célula de combustível de água de Stan Meyer.

A primeira célula de combustível foi desenvolvida no século XIX em 1838 por William Robert Grove.^[5][6] Um esboço foi publicado em 1842 pelo mesmo cientista.^[7][8] 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.^[9] A partir de 1965 a NASA passou a empregar células de combustível, que foram usadas nas espaçonaves do Programa Apollo e no Ônibus espacial.^[10][11] A primeira célula de combustível a hidrogênio para o ramo automóvel foi desenvolvida em 1991 por Roger Billings.^[12] Estudos na década de 2020, indicam que as células de combustível podem ser abastecidas com etanol (álcool combustível) utilizando o hidrogênio contido neste.^[13][14]

Veículos elétricos alimentados por baterias apresentam os inconvenientes da demora para recarga e baixa autonomia.^[10] Nestes veículos, a substituição das baterias por células de combustível proporciona a redução do tempo de recarga/reabastecimento e aumenta a autonomia.^[10]

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

Outros projetos Wikimedia também contêm material sobre este tema:
	Categoria no Commons

• Bateria de diamante
• Economia do hidrogênio
• Hidrogênio verde
• Li-ion
• NiCd
• NiMH
• Veículo com motor de combustão interna a hidrogênio
• Veículo movido a hidrogênio