𝖂𝖎ƙ𝖎𝖊

Célula de combustível: mudanças entre as edições

imported>Lustmoon
m (ajuste de datas, traduções, ajustes nas citações, outros ajustes)
imported>Esopo
(→‎Ver também: fiz uma ligação interna.)
 
(9 revisões intermediárias por 5 usuários não estão sendo mostradas)
Linha 1: Linha 1:
[[Ficheiro:Toyota FCHV.jpg|thumb|250px|[[Automóvel|Automóveis]] da [[Toyota]] com célula de combustível.]]
{{Info/Objeto|imagem=Motore-idrogeno hydrogen engine.gif|legenda={{Big|Funcionamento da <br />célula de combustível}}}}
 
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 [[elétrodo]]s, o [[ânodo]] e o [[cátodo]], e um [[eletrólito]]. Dois componentes são essenciais: o [[hidrogénio]], como combustível, e o [[oxigénio]] como [[oxidação|oxidante]].<ref name="Smith">{{citar web|URL=https://americanhistory.si.edu/fuelcells/basics.htm|título=A Basic Overview of Fuel Cell Technology|lingua=en|publicado=[[Smithsonian Institution]]|data=2017|acessodata=21/3/2019}}</ref>
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 [[elétrodo]]s, o ânodo e o cátodo, e um eletrólito. Dois componentes são essenciais: o [[hidrogénio]], como combustível, e o [[oxigénio]] como [[oxidação|oxidante]].<ref name="Smith">{{citar web|URL=https://americanhistory.si.edu/fuelcells/basics.htm|título=A Basic Overview of Fuel Cell Technology|lingua=en|publicado=[[Smithsonian Institution]]|data=2017|acessodata=21/3/2019}}</ref>
Em princípio, as células de combustível não são [[poluente]]s, visto que tem [[água]] com o [[produto (química)|produto]] da reação.<ref name="Smith"/>
Em princípio, as células de combustível não são poluentes, visto que tem [[água]] com o produto da reação.<ref name="Smith"/>


==Funcionamento==
==Funcionamento==
Em termos gerais, a célula de combustível funciona como uma gerador de corrente elétrica. A corrente gerada faz funcionar os mais diversos dispositivos ([[lâmpadas]], [[motor elétrico|motor]]es, [[eletrodoméstico]]s, 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 [[catálise|catalisador]] em [[protão|protões]], com carga positiva, e [[eletrão|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 [[catálise|cataliticamente]] com o oxigénio vindo do ar e os eletrões retornados pela corrente elétrica.<ref name="Smith"/>
[[Ficheiro:Toyota FCHV.jpg|thumb|250px|Protótipo [[Toyota FCHV]], equipado com célula de combustível.]]
Em termos gerais, a célula de combustível funciona como uma [[gerador]] de [[corrente elétrica]]. A corrente gerada faz funcionar os mais diversos dispositivos ([[Lâmpada incandescente|lâmpadas]], [[motor elétrico|motor]]es, [[eletrodoméstico]]s, 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 [[catálise|catalisador]] em [[protão|protões]], com [[carga positiva]], e [[eletrão|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 [[catálise|cataliticamente]] com o oxigénio vindo do [[ar]] e os eletrões retornados pela corrente elétrica.<ref name="Smith"/>


==Tipos==
==Tipos==
Existem vários tipos de células de combustíveis, geralmente classificados, pelo temperatura de funcionamento.
Existem vários tipos de células de combustíveis, geralmente classificados, pela [[temperatura]] de funcionamento.
<ref name="clones">{{citar periódico |último=Mamede dos Santos |primeiro=Fernando A.|último2=Mamede dos Santos |primeiro2=Fernando M.|data= 2004|título=Células de Combustível|url=http://repositorio.ipv.pt/handle/10400.19/589 |periódico=Millenium |volume=29 |editora=[[Instituto Politécnico de Viseu]]|páginas=146-156|issn=1647-662X|acessodata=22/3/2019}}</ref>
<ref name="clones">{{citar periódico |último=Mamede dos Santos |primeiro=Fernando A.|último2=Mamede dos Santos |primeiro2=Fernando M.|data= 2004|título=Células de Combustível|url=http://repositorio.ipv.pt/handle/10400.19/589 |periódico=Millenium |volume=29 |editora=[[Instituto Politécnico de Viseu]]|páginas=146-156|issn=1647-662X|acessodata=22/3/2019}}</ref>


*Temperaturas abaixo de 250 [[grau Celsius|ºC]]:
*Temperaturas abaixo de 250 [[grau Celsius|ºC]]:


**Alcalinas (A)
**[[Alcalina]]s (A)


**Ácido fosfórico (PA)
**[[Ácido fosfórico]] (PA)


**Membrana de troca de protões (PEM)
**Membrana de troca de protões (PEM)
Linha 21: Linha 21:
*Temperaturas acima de 600 ºC:
*Temperaturas acima de 600 ºC:


**Carbonatos Fundidos (MC)
**[[Carbonato]]s Fundidos (MC)


**Óxidos Sólidos (SO)
**Óxidos Sólidos (SO)
<!----SEM FONTES
<!----SEM FONTES
O uso do hidrogênio como combustível é polêmico em várias aplicações, já que ele não constitui uma fonte primária de energia. No entanto pode ser facilmente fabricada a partir de outras fontes de energia. Críticos do estágio atual desta [[tecnologia]] dizem que a energia necessária para "criar" o combustível em primeiro lugar pode reduzir a eficiência final do sistema ficando pior que o mais eficiente motor de [[combustão]] interna a [[gasolina]]; é verdadeiro pois o hidrogênio é gerado pela [[eletrólise]] da [[água]]. Pode ser gerado também do [[metano]], componente principal do [[gás natural]] com mais ou menos 80% de eficiência. O método de conversão do metano liberta gases para o [[meio ambiente]], portanto o método ideal será usar fonte que gere hidrogênio através da eletrólise.
O uso do hidrogênio como combustível é polêmico em várias aplicações, já que ele não constitui uma fonte primária de energia. No entanto pode ser facilmente fabricada a partir de outras fontes de energia. Críticos do estágio atual desta [[tecnologia]] dizem que a energia necessária para "criar" o combustível em primeiro lugar pode reduzir a eficiência final do sistema ficando pior que o mais eficiente motor de [[combustão]] interna a [[gasolina]]; é verdadeiro pois o hidrogênio é gerado pela [[eletrólise]] da [[água]]. Pode ser gerado também do [[metano]], componente principal do [[gás natural]] com mais ou menos 80% de eficiência. O método de conversão do metano liberta gases para o [[meio ambiente]], portanto o método ideal será usar fonte que gere hidrogênio através da eletrólise.


Linha 54: Linha 51:
As células rapidamente adquiriam altas temperaturas ao entrar em funcionamento, o que era um problema em muitas atividades. Mais adiante avanços tecnológicos em [[1980]] e [[1990]] com o uso do ''[[Nafion]]'' 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.
As células rapidamente adquiriam altas temperaturas ao entrar em funcionamento, o que era um problema em muitas atividades. Mais adiante avanços tecnológicos em [[1980]] e [[1990]] com o uso do ''[[Nafion]]'' 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.
--->
--->
A primeira célula de combustível a hidrogénio para o ramo automóvel foi desenvolvida em 1991 por [[Roger Billings]].
A primeira célula de combustível a hidrogênio para o ramo automóvel foi desenvolvida em 1991 por [[Roger Billings]].
<ref>{{citar web|título= Spotlight on Dr. Roger Billings |publicado= Computer Technology Review | url = http://wwpi.com/spotlight-on-dr-roger-billings-science-and-technology-luminary/ |acessodata= 2015-09-21}}</ref>
<ref>{{citar web|título= Spotlight on Dr. Roger Billings |publicado= Computer Technology Review | url = http://wwpi.com/spotlight-on-dr-roger-billings-science-and-technology-luminary/ |acessodata= 2015-09-21}}</ref>
== Ver também ==
== Ver também ==
Linha 60: Linha 57:
  |commonscat=Fuel cells
  |commonscat=Fuel cells
}}
}}
* [[Bateria de diamante]]
* [[Célula de combustível microbiana]]
* [[Economia do hidrogênio]]
* [[Li-ion]]
* [[Li-ion]]
* [[NiCd]]
* [[NiCd]]
* [[NiMH]]
* [[NiMH]]
* [[Veículo com motor de combustão interna a hidrogênio]]
* [[Veículo movido a hidrogênio]]


{{referências}}
{{referências}}
Linha 72: Linha 74:
* [http://bestcars.uol.com.br/artigos/celula-1.htm Best Cars Web Site. Tecnologia: Combustível do futuro]
* [http://bestcars.uol.com.br/artigos/celula-1.htm Best Cars Web Site. Tecnologia: Combustível do futuro]


{{Portal3|História da ciência|Tecnologia|Transporte}}
{{Célula electroquímica}}
{{Célula electroquímica}}


Edição atual tal como às 16h09min de 7 de junho de 2022

Predefinição:Info/Objeto 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]

Funcionamento

Protótipo Toyota FCHV, equipado com célula de combustível.

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]

Tipos

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

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

História

Célula de combustível utilizada na NASA.

A primeira célula de combustível foi desenvolvida no século XIX em 1838 por William 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]

Ver também

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

Referências

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 «A Basic Overview of Fuel Cell Technology» (em English). 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 

Ligações externas

Predefinição:Célula electroquímica

talvez você goste

Permaneça conectado

Parceiros

Dieta Cetogenica | NutriPro Saúde