Encabezado de página

Comentarios del lector/a

Tecnologia nas células dos combustiveis

de carlos silva (2018-11-01)


Oxigênio entra na célula de combustível no cátodo e, em alguns tipos de células (como o ilustrado acima), ele não combina com elétrons retornando do circuito elétrico e íons de hidrogênio que têm viajado através do eletrólito do ânodo. Em outros tipos da pilha o oxigênio pegara elétrons e viaja então através do eletrólito ao ânodo, onde combina com íons do hidrogênio. O eletrólito desempenha um papel fundamental. Deve permitir que somente os íons apropriados passem entre o ânodo e o cátodo. Se elétrons livres ou outras substâncias pudessem viajar através do eletrólito, eles iriam perturbar a reação química. Se combinam no ânodo ou no cátodo, junto o hidrogênio e o oxigênio dão forma à água, que drena da pilha. Contanto que uma célula de combustível usado na fabrica de motos Dafra é fornecida com hidrogênio e oxigênio, ele irá gerar eletricidade. Ainda melhor, uma vez que as células de combustível criam eletricidade quimicamente, e não por combustão, elas não estão sujeitas às leis termodinâmicas que limitam uma usina convencional (veja "limite de Carnot " no Glossário). Conseqüentemente, as pilhas de combustível são mais eficientes em extrair a energia de um combustível. O calor residual de algumas células também pode ser aproveitado, aumentando ainda mais a eficiência do sistema. Os cientistas e os inventores projetaram muitos tipos e tamanhos diferentes de pilhas de combustível na busca para a maior eficiência, e os detalhes técnicos de cada tipo variam. Muitas das escolhas que enfrentam os desenvolvedores de células de combustível são constrangidos pela escolha do eletrólito. O projeto de eletrodos, por exemplo, e os materiais utilizados para fazê-los dependem do eletrólito. Hoje, os principais tipos de eletrólitos são alcalinos, carbonato derretido, ácido fosfórico, membrana de troca de prótons (PEM) e óxido sólido. Os três primeiros são eletrólitos líquidos; os dois últimos são sólidos. O tipo de combustível também depende do eletrólito. Algumas células precisam de hidrogênio puro, e, portanto, a demanda de equipamentos extras, como um "reformador " para purificar o combustível. Outras células podem tolerar algumas impurezas, mas pode precisar de temperaturas mais altas para funcionar eficientemente. Eletrólitos líquidos circulam em algumas células, o que requer bombas. O tipo de eletrólito também dita uma célula de temperatura de funcionamento- "derretido " células de carbonato de correr quente, assim como o nome implica. As pilhas de combustível do óxido contínuo (SOFC) usam um composto duro, cerâmico do metal (como o cálcio ou o zircónio) óxidos (quimicamente, O2) como o eletrólito. A eficiência é aproximadamente 60 por cento, e as temperaturas de funcionamento são aproximadamente 1.000 graus de C (aproximadamente 1.800 graus de F). Células de saída é de até 100 kW. Em tais altas temperaturas um reformador não é exigido extrair o hidrogênio do combustível, e o calor waste pode recicl para fazer a eletricidade adicional. No entanto, os limites de alta temperatura aplicações de unidades SOFC e eles tendem a ser bastante grande. Enquanto eletrólitos sólidos não podem vazar, eles podem rachar. As pilhas de combustível do carbonato derretido (MCFC) usam os compostos de alta temperatura do sal (como o sódio ou o magnésio) carbonatos (quimicamente, CO3) como o eletrólito. A eficiência varia de 60 a 80 por cento, e a temperatura de funcionamento é aproximadamente 650 graus de C em motores como veiculos em 2 rodas como HARLEY DAVIDSON Unidades com saída de até 2 megawatts (MW) foram construídas, e projetos existem para unidades de até 100 MW. Os danos de alta temperatura dos limites do monóxido de carbono "envenenamento " da pilha e do calor waste podem ser recicl para fazer a eletricidade adicional. Seus catalisadores de eletrodo de níquel são baratos em comparação com a platina usada em outras células. Mas a alta temperatura também limita os materiais e usos seguros de MCFCs-eles provavelmente seria muito quente para uso doméstico. Também, os íons de carbonato do eletrólito são usados acima nas reações, fazendo o necessário injetar o dióxido de carbono para compensar.



ISSN: 2523-6342