Química Tito e Canto - Vol. 2 - 5ª Ed. 2009

Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.
Seção 16.8
❱❱ Objetivos
C CDescrever o
funcionamento de uma
célula de combustível.
C CExplicar a vantagem
ambiental de uma
célula cujos reagentes
sejam H 2 e O 2 .
❱❱ Termos e conceitos
• pilha de combustível
1,23 V
Células de combustível
Uma das vantagens das células galvânicas vistas até aqui é o fato de
serem pequenas e portáteis. Seu tamanho, porém, representa uma limitação,
já que a quantidade de corrente produzida depende da quantidade
de reagentes contidos na célula. A célula deixa de gerar corrente quando
um dos reagentes é completamente consumido.
As células de combustível são diferente e evitam essa limitação; são
células eletroquímicas onde os reagentes dos eletrodos (combustível e
oxidante) são continuamente repostos a partir de um reservatório externo.
Assim a célula pode operar por tempo teoricamente ilimitado, enquanto
durar o suprimento de reagentes.
O mais promissor sistema de células a combustível envolve a reação
de H 2 (g) e O 2 (g) para formar H 2 O (,) como único produto. O hidrogênio é
bombeado para o ânodo da célula e o O 2 (ou ar) é direcionado ao cátodo.
As reações que ocorrem nos eletrodos da célula a combustível de hidrogênio
são:
Semirreação anódica: 2 H 2 (g) 1 4 OH 2 (aq) # 4 H 2 O (,) 1 4 e 2
Semirreação catódica: 2 H 2 O (,) 1 O 2 (g) 1 4 e 2 # 4 OH 2 (aq)
Equação da reação global: 2 H 2 (g) 1 O 2 (g) # 2 H 2 O (,)
Células desse tipo foram usadas nos programas Gemini, Apollo e Ônibus
Espacial da Nasa. Além de leves e eficientes (geram a mesma potência que
baterias dez vezes mais pesadas), têm a grande vantagem de produzir
água potável para os tripulantes da nave. Numa missão de uma semana
essas células consomem 680 kg de hidrogênio, mas produzem 720 L de
água. Ao contrário das pilhas, que são dispositivos que armazenam energia
elétrica, as células de combustível são dispositivos de conversão contínua
de energia química em energia elétrica.
Exaustão de
O 2 , H 2 O
2
Exaustão
de H 2
Entrada
de H 2
Ânodo
Entrada
de O 2
Cátodo
Membrana porosa
Representação esquemática de uma célula de
combustível. A membrana porosa permite que íons H 1
provenientes da oxidação do H 2 no ânodo, migrem para
o cátodo, onde ocorre a formação de água.
Cientista fazendo medição em célula de combustível.
Capítulo 16 • Pilhas e baterias comerciais
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Texto: Emprego das células de combustível na indústria
automobilística
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