Células de Combustível

Histórico:

No século XIX foi desenvolvida a primeira célula de combustível por Sir William Grove (dono do postulado que faz uma relação entre mecânica, calor, luz, eletricidade e magnetismo dentro da Lei da conservação de energia). O primeiro esboço foi publicado em 1843. Infelizmente as células de combustível não tiveram aplicação prática até 1960, quando então passaram a ser usadas no programa espacial americano para produzir eletricidade e água potável (hidrogênio e oxigênio fornecidos de tanques da aeronave).

As células adquiriam altas temperaturas rapidamente ao entrar em funcionamento, o que era um problema em muitas atividades. Porém os avanços tecnológicos em 1980 e 1990 com o uso do Nafion (um incrível condutor de cátions, é extremamente permeável e é um catalisador de super ácidos) como eletrólito e a redução na quantidade do caríssimo catalisador de platina tornou-se possível o uso das células por parte de consumidores do automobilismo por exemplo. Na atual fase de pesquisas a Casio pretende lançar uma célula de combustível DMFC para notebooks a ser alimentada com o álcool metanol, em substituição às baterias de lítio de uso de três horas para 20 horas com o álcool que após esgotado seria trocado o cartucho vazio por outro cheio. Por outro lado a MTI Micro pretende lançar um carregador de baterias movido a célula de combustível.

Reações:

Anódica => H2 → 2H+ + 2e

Catódica => ½O2 + 2H+ + 2e → H2O

Inquestionavelmente, a reação global da célula a combustível é:

Global => H2 + ½O2→ H2O

Aplicação: 

A alta eficiência das células de combustível é uma vantagem marcante em relação a outras formas de transformar energia química em energia elétrica, gerando baixíssimos danos ao meio ambiente. As células de combustível foram utilizadas com sucesso no programa espacial norte - americano: Gemini e Apollo. Atualmente é a melhor fonte de energia para ônibus espacial.

Os sistemas para propulsão de veículos (automóveis) devem ser diferentes dos usados em aplicações estacionárias, pois devem ser compatíveis com as restrições de espaço e peso no veículo e com a necessidade de tempos de resposta curtos.


Esquema:

Referências bibliográficas:

http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc15/v15a06.pdf
http://carros.hsw.uol.com.br/celula-combustivel.htm