Células de combustível

          As chamadas células de combustível são células criadas, a partir de estudos, como substituta do combustível fóssil, pois, já que têm como produto de sua reação água e calor, trata-se de um processo altamente limpo do ponto de vista ambiental. Embora estas células tenham um funcionamento parecido com o das pilhas, elas não têm regentes armazenados para transformar energia química em elétrica, sendo os reagentes continuamente injetados. Nela ocorre uma reação de oxidorredução na qual o hidrogênio (anodo) reage com a hidroxila gerando água, e a água por sua vez, reage com o oxigênio e produz hidroxila. Tais reações podem ser expressas nas equações abaixo:

Anódica: H₂(g) + 4 OH^-(aq) à 4 H₂O(l) + 4e

Catódica: 2 H₂O(l) + O2(g) +4e à 4 OH^-(aq)

Sendo a global ou geral: 2 H₂(g) + O₂(g) à 2H₂O(l)

 

            Existem estudos datados de 1843 por Sir Willian Robert Groove, no qual a célula de combustível foi esboçada usando dois eletrodos de platina. Em uma das extremidades de cada eletrodo ficava em ácido sulfúrico, enquanto as outras extremidades eram seladas em recipientes contendo hidrogênio e oxigênio. Porém, os estudos destas só começaram a ser utilizados a partir de 1958 quando Francis Thomas Bacon desenvolveu um sistema no qual ele substituiu a platina por gaze de níquel nos eletrodos, e trocou o eletrólito de ácido sulfúrico por potássio alcalino, que é menos corrosivo, obtendo uma maior quantidade de energia. Dessa maneira, criou-se a possibilidade dessa célula ser utilizada como combustível espacial.

            Na década de 60, o homem sonhava em realizar uma viagem espacial tripulada, porém, um dos maiores problemas era dificuldade de se armazenar água suficiente para a viagem inteira. A solução para tal questão foi encontrada na utilização da célula de combustível, cuja água, produto de sua reação, poderia ser ingerida pelos astronautas.

            O problema da célula de combustível está no armazenamento de hidrogênio puro, já que este é extremamente explosivo. Além disso, a obtenção de hidrogênio puro é feita de hidrocarbonetos (já que hidrogênio puro não é encontrado na natureza), e essa produção pode gerar resíduos prejudiciais, como monóxido de carbono. Uma forma ecológica de se obter a molécula de hidrogênio pura é a partir da quebra da ligação entre oxigênio e hidrogênio presente na água, porem essa quebra necessita de grande energia, tornando assim, o processo caro.

            A utilização da célula de combustível como fonte de energia para a locomoção de veículos, por exemplo, diminuiria de forma extremamente significante as emissões de gases poluentes, como o CO₂, mesmo com a poluição gerada para extrair o hidrogênio de outros compostos químicos.

            Nos dias atuais os estudos em relação a essa forma de combustível vêm sendo amplamente explorada, em algumas cidades do planeta (como por exemplo, Vancouver no Canadá e Chicago nos EUA), essa forma de combustível já é utilizada no transporte coletivo.