Célula de combustível

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Célula de combustível

  1. 1. Célula de Combustível
  2. 2. História Criada por Sir William Grove no século XIX, quando teve a idéia de reagir hidrogênio com oxigênio para gerar eletricidade; O termo célula de combustível surgiu em 1839, criado por Ludwig Mond e Charles Langer; Sir William Grove, inventor A primeira célula de combustível bem da célula de combustível. sucedida aconteceu devido as descobertas do engenheiro Francis Bacon em 1932, problemas técnicos adiaram a sua realização até 1959 por Harry Karl Ihrig; No final dos anos 50, a NASA precisou pensar em geradores de eletricidade para missões espaciais. O projeto Apollo e as missões espaciais Shuttle fizeram uso das Logotipo do projeto Apollo. células de combustível.
  3. 3. O que são? As células de combustível são baterias (pilhas) que convertem energia química diretamente em energia elétrica e térmica; Elas possuem uma operação contínua graças a alimentação constante de um combustível; A conversão ocorre por meio de duas reações químicas parciais em dois eletrodos separados por um eletrólito apropriado: a oxidação de um combustível no ânodo e a redução de um oxidante no cátodo; Tendo o hidrogênio como combustível e o oxigênio como oxidante, na célula de Desenho esquemático de combustível a formação de água e a produção uma célula de de água, além da liberação de elétrons livres, combustível. que podem gerar trabalho elétrico. Os prótons gerados na reação anódica são conduzidos pelo eletrólito até o cátodo, onde se ligam aos ânions oxigênio (O 2 - ) , formando água.
  4. 4. Tipos de Células de CombustívelTipo Eletrólito Faixa de Vantagens Desvantagens Aplicações(*) temp. (°C)PEMFC Polímero 20-120 Alta densidade de Custo da membrana e Veículos (H3O+) potência. catalisador. automotores. Operação flexível Contaminação do Espaçonave. Mobilidade. catalisador com CO. Unidades estacionarias.PAFC H3PO3 160-220 Maior Controle da porosidade do Unidades (H3O+) desenvolvimento eletrodo. estacionárias. tecnológico. Eficiência limitada pela Geração de calor. Tolerância a CO. corrosão.MCFC Carbonatos 550-660 Tolerância a Corrosão do cátodo. Unidades fundidos CO/CO2. Interface trifásica de estacionárias. (CO32-) Eletrodos à base de difícil controle. Cogeração de Ni. eletricidade / calor.SOFC ZrO2 850-1000 Alta eficiência Problemas de materiais. Unidades (zircônia) (cinética favorável). Expansão térmica. estacionárias. (O2-) A reforma do Cogeração de combustível pode ser eletricidade/calor feita na célula.(*) PEMFC (Proton Exchange Membran Fuel Cell), PAFC (Phosphoric Acid Fuel Cell), MCFC(Molten Carbonate Fuel Cell) e SOFC (Solid Oxid Fuel Cell)
  5. 5. Vantagens das células de combustível Uma célula de combustível pode converter mais do que 90% da energia contida num combustível em energia elétrica e calor; Em função de sua elevada eficiência gera economia nos custos com eletricidade; Elevada qualidade da energia elétrica gerada; Gera energia continuadamente sem interrupções; Pode ser instalada em locais internos devido ao baixo nível de ruído dispensando sistemas de isolamento acústico; As células de combustível apresentam um elevado Protótipo F600 Hygenius potencial de desenvolvimento. Em contraste, as desenvolvido pela tecnologia competidoras das células de combustível, incluindo turbinas de gás e motores de combustão Mercedes-Benz. O interna, já atingiram um estado avançado de protótipo gera 115 cv, tem desenvolvimento. consumo de 34,5 km/l e autonomia de 400 km.
  6. 6. Desvantagens das células de combustível A necessidade da utilização de metais nobres como, por exemplo, a platina que é um dos metais mais caros e raros no nosso planeta. O elevado custo atual em comparação com as fontes de energia convencionais. A elevada pureza que a corrente de alimentação do hidrogênio deve ter para não contaminar o catalisador. Os problemas e os custos associados ao transporte e distribuição de novos Platina em seu estado combustíveis como, por exemplo, o natural. A cotação atual de hidrogênio. uma onça troy(31,1g) desse metal é de US$ 1530,200. Os interesses econômicos associados às indústrias de combustíveis fósseis e aos países industrializados.
  7. 7. Aplicações Centrais elétricas estacionárias: Centrais elétricas de distribuição: Veículos elétricos motorizados: Equipamentos elétricos portáteis:
  8. 8. Célula de combustível no Brasil-IPEN Na primeira fase do projeto, os estudos duraram dois anos e acabaram em abril de 2000; Após isso, foram investidos 25 milhões de dólares, na compra de oito ônibus e de eletrolisadores(equipamentos para produzir hidrogênio a partir da água, com eletricidade). Ônibus movido a célula de Hoje, o IPEN conta com combustível de hidrogênio. diversos profissionais qualificados na área, trabalhando principalmente em novos projetos. Logo do IPEN(Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares).

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