A célula a combustível fornece tensão em CC (corrente contínua). Existem muitos tipos de células a combustível, cada qual com um processo químico responsável pelo seu funcionamento. Elas geralmente são classificadas pelo tipo de eletrólito que usam. Alguns tipos de células a combustível trabalham bem na geração estacionária de energia elétrica. Outras podem ser úteis em pequenas aplicações portáteis ou para energizar automóveis. A célula a combustível com membrana para troca de prótons (PEMFC) é uma das tecnologias mais promissoras. Este é o tipo de célula a combustível que acabará energizando carros, ônibus e, talvez, até mesmo nossas casas. A PEMFC faz uso de uma das mais simples reações da célula a combustível. Primeiramente, vejamos em que consiste uma célula a combustível de membrana de troca de prótons (PEM):
Na figura 1 pode ser visto que existem 4 elementos básicos em uma PEMFC:
o ânodo, pólo negativo da célula a combustível que desempenha vários papéis. Ele leva os elétrons liberados das moléculas de hidrogênio para que sejam usados no circuito externo. Esse circuito possui canais que dispersam o gás hidrogênio igualmente sobre a superfície do catalisador.
enquanto isso o cátodo, pólo positivo da célula a combustível, tem outros canais distribuindo o oxigênio na superfície do catalisador. Ele também leva os elétrons ao retornarem do circuito externo do catalisador, que são então recombinados com os íons de hidrogênio e oxigênio para formar água.
o eleletrólito é a membrana trocadora de prótons. Esse material especialmente tratado assemelha-se a um embrulho plastificado comum de cozinha e somente conduz íons positivamente carregados. A membrana bloqueia os elétrons.
o catalisador é um material especial que facilita a reação entre o oxigênio e o hidrogênio. Geralmente é feito de pó de platina finamente coado através de papel de carbono poroso ou tecido. O catalisador é grosseiro e poroso, tornando possível que a máxima área superficial da platina seja exposta ao hidrogênio e ao oxigênio. A face revestida de platina do catalisador fica em frente da PEM.
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