A busca por diversificação energética é uma procura muito importante para o desenvolvimento de sociedades sustentáveis. As células de combustíveis feita com gás hidrogênio (H2) é uma alternativa muito importante para tornar o planeta mais sustentável.
Nesse relatório irá ser mostrado como e o porquê essa forma de produzir eletricidade possui poucos impactos ambientais e como ela pode ser aplicada na futuro próximo.
O que é Célula Combustível?
A célula combustível é uma alternativa para o futuro sustentável, entretanto essa alternativa ainda possui alguns entraves, para entender um pouco sobre o funcionamento dessa maneira de produzir energia elétrica temos a figura 1.
Figura 1: Esquema do funcionamento da célula combustível
A figura 1 mostra um esquemático do funcionamento da célula combustível, o ânodo (parte em azul) é parte da pilha em que fica os elementos que perdem elétrons que nesse caso é hidrogênio, observa-se que o armazenamento desse hidrogênio H2 é no formato gasoso.
O cátodo é a parte onde ficam os elementos que recebem elétrons, nessa situação é o oxigênio. Observamos que esse oxigênio é proveniente do ar.
O eletrólito é um campo o qual irá passar os íons de hidrogênio para a parte do cátodo, após a passagem desses íons, e posteriormente existe a reação de adição entre os íons e gerando eletricidade, na imagem é possível ver que é gerado uma diferença de potencial de 0.7, o que é pouco, entretanto colocando várias dessas em série é possível conseguir uma tensão considerável.
As células combustíveis são parecidas com as pilhas o qual estão armazenados energia química. Essas células possuem em sua composição o hidrogênio gasoso que reage com oxigênio formando água e liberando energia. A equação de oxidação do hidrogênio está mostrada na equação da equação 1.
H2 + 1/2 O2 → H2O (Equação 1)
Vantagens:
Um fator importante dessa reação que deve ser analisado é que o hidrogênio (H2) é uma substância muito abundante em nosso planeta terra, tornando assim a viabilidade de grandes escalas de produção dessas células.
Outro ponto relevante também é o que irá produzir essa reação de oxidação, a água que irá ser gerada a partir da produção de energia elétrica não é um poluente, ou seja gera pouco impacto ambiental.
Desvantagens:
O custo para produzir essas células ainda é caro, pois é difícil encontrar a substância pura hidrogênio. Entretanto essa substância está em uma mistura de gases e essa retirada requer uma tecnologia mais avançada e atualmente em 2021 não há produção em massa desse gás puro para baratear essas células.
Aplicação:
A principal suposta aplicação para esse método de gerar eletricidade é utilizar essa energia como forma de gerar eletricidade para os carros, o problema do combustível dos automóveis e produzir energia de forma que não traga malefícios para atmosfera é um dos desafios da engenharia hoje.
Conclusão:
O relatório teve como objetivo mostrar um pouco sobre o funcionamento das células combustíveis de hidrogênio e essa é uma maneira que tem um grande potencial para ter uma aplicação mais relevante no mercado energético principalmente porque é uma alternativa com baixos impactos ambientais.
Entretanto existem entraves muito importante para que essas células se tornem mais relevantes no mercado de energia que principalmente é a logística da produção dessas pilhas e a tecnologia ainda é cara. Porém esses problemas podem ser resolvidos com alguns avanços tecnológicos e produção de células em maior quantidade.
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