Biomassa - Celulas a combustível

1. BIO H2 E CÉLULAS A
COMBUSTÍVEL
Capítulo 01

2. O hidrogênio é o elemento mais
abundante do universo (95% em número
de átomos e 75% em massa). No sol
ocorre a fusão nuclear originando Hélio
(consumo de 4 milhões de ton de
hidrogênio/s; núcleo do Sol – 10.106 0
C);
pressão 10.000 vezes maior do que no
centro da terra)
Figura 01. As reações de fusão do hidrogênio são a fonte de
energia das estrelas, incluindo o Sol.

3. Na Terra o hidrogênio está quase que completamente na forma de compostos, correspondendo, aproximadamente a 70 % da
superfície do planeta (o ar possui < 1 ppm de hidrogênio).
Foi identificado pela primeira vez pelo cientista britânico Henry Cavendish em 1776, sendo denominado de “ar inflamável”.
O gás hidrogênio (H2) não está presente na natureza em quantidades significativas sendo, portanto, um vetor
energético, ou seja, um armazenador de energia. Para sua utilização, energética ou não, ele deve ser extraído de uma
fonte primária que o contenha.
A energia contida em 1,0 kg de hidrogênio corresponde à energia de 2,75 kg de gasolina. Entretanto, devido à sua
massa específica (0,08988 g.L–1
a 0°C e 1 atm), a energia de um litro de hidrogênio equivale à energia de 0,27 litro de
gasolina.

4. PCS
Combustível
Base Molar
(kJ/mol)
Base Mássica
(MJ/kG)
Base
Volumétrica
(kJ/L)
Energia produzida kJ
por mol de CO2
emitido
H2 (Gás – 150 bar) 286 145 1,73 0
Metano – CH4 (Gás) 890 55,5 0,04 890
Metanol – CH3OH 638 19,9 15,8 638
Etanol – C2H5OH 1.235 26,8 21,2 618
Glicose – C6H12O6 (sólida) 2.814 15,6 24,3 469
Gasolina 46,8 34,1 ≈ 600
Querosene 45,9 37,6 ≈ 600
Carvão 27 21 < 600
PCS (Poder Calorífico Superior) – representa o calor liberado pela combustão tendo toda a água resultante na
fase líquida.
PCI (Poder Calorífico Inferior) – representa o calor liberado pela combustão estando toda a água resultante no
estado gasoso.

5. TECNOLOGIAS PARA PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO
1 – Eletrólise da água
Atualmente, a principal alternativa para a produção limpa de hidrogênio sem emissões de CO2 é a eletrólise da água.
Reação no cátodo: 4 H+
(aq) + 4 e–
2 H
⟶ 2(g)
Reação no ânodo: 2 H2O(l) O
⟶ 2(g) + 4 H+
(aq) + 4 e–
Reação Global: 2 H2O(l) 2 H
⟶ 2(g) + O2(g)
A energia elétrica poderá vir de fontes de energia renováveis, como energia solar, eólica, hídrica, maremotriz, geotérmica
entre outras.
A produção limpa de hidrogênio envolve uma série de desafios
tecnológicos. Uma delas é a perda significativa de energia (a eficiência
energética dos processos de eletrólise é de apenas 75%, o que significa
alto consumo de eletricidade).
Figura 01. Esquema de Eletrólise da água

6. Dispositivo foto-eletroquímico modular: conjunto de células
fotovoltaicas que captam a luz solar e, separadamente, realiza a
eletrólise da água em que as unidades estão ligadas por um circuito
externo
A avaliação da viabilidade do emparelhamento dos dois sistemas
representados na Figura ao lado tem como base o cálculo do SFE,
Solar energy to Fuel Efficiency, demonstrado pela equação abaixo,
onde se relaciona o potencial de Water Splitting (1,23 V), a
corrente de Water Splitting (Iws) obtida no processo, o rendimento
farádico ( FE) e a potência incidente (Pin).
ɳ
O fator PCE representa a eficiência do painel solar, Power Conversion
Efficiency.
Figura 03. Dispositivo foto-eletroquímico
modular

7. Considerando que o Sol é uma fonte de energia limpa e disponível, torna-se bastante interessante a utilização de
sistemas modulares, com vista a um futuro sustentável.
Os sistemas foto-eletroquímicos não integrados, ou sistemas modulares, foram os que apresentaram eficiências de
conversão de energia solar para o combustível Hidrogênio (SFE) mais altas, sendo que os valores máximos obtidos foram
de 22,4%.
Um dos desafios na criação de sistemas modulares consiste no ajuste entre a corrente de saída das células solares e as
baixas correntes registadas em sistemas de Water Spliting.

8. 2 – Reforma a vapor
A reforma a vapor é provavelmente o método mais econômico e eficiente de produção de H2 e CO em indústrias químicas,
podendo fornecer produtos com altas concentrações de H2 (mais de 70% em volume seco).
É uma das mais simples e econômicas formas de produzir hidrogênio. Para analisar o equilíbrio termodinâmico de um
reformador a vapor de metano, a reforma pode ser descrita desta forma:
CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H
⟶ 2(g) ∆H = + 206 kJ/mol (298 K)
Simultaneamente à reforma ocorre a reação de Shift, que converte CO em CO2
CO(g) + H2O(g) CO
⟶ 2(g) + H2(g) ∆H = – 41 kJ/mol (298 K)
O processo global: CH4(g) + 2 H2O(g) CO
⟶ 2(g) + 4 H2(g) ∆H = +165 kJ/mol (298 K)
Essa técnica consiste em expor gás natural, ou outros hidrocarbonetos, ao vapor de água a altas temperaturas (600º C –
1000º C), em presença de um catalisador apropriado, para produzir monóxido de carbono e gás hidrogênio.
Fundamentalmente, é aplicável somente a hidrocarbonetos na faixa do gás natural até a nafta e óleos leves.

9. Figura 04. Esquema de reforma a vapor
O catalisador mais empregado na reforma a vapor é o níquel suportado em matrizes como Al2O3, SiO2, ZrO2, CaO, TiO e
MgO. Ainda são empregados metais nobres como Pt, Rh, Pd. O Ni tem a vantagem do menor custo, porém com desvantagem
de ser menos estável, sofrendo desativação pela formação de coque.

10. Figura 05. Reforma a vapor (Biogás)

11. Composição do Biogás, densidade e PCI

12. 3 - Reforma Seca
Reforma seca ou reforma com CO2 ocorre pela reação entre o metano e o dióxido de carbono, produzindo gás de síntese, de
acordo com a equação 3.
CH4(g) + CO2(g) 2 CO(g) + 2 H
⟶ 2(g) ∆H = + 247 kJ/mol (298 K)
Essa reação vem sendo estudada como uma alternativa a reforma a vapor, principalmente por utilizar dois gases que
contribuem para o aumento do efeito estufa (CH4 e CO2 ), e assim, é um processo relevante ambientalmente.
A reforma seca, no entanto, apresenta uma desvantagem em relação à reforma a vapor que é o maior risco de desativação do
catalisador pela formação de coque, devido ao maior teor carbonáceo na superfície catalítica. Para minimizar esse
inconveniente são estudados os catalisadores bimetálicos, usualmente de níquel (PdNi, suportado em alumina).

13. 4 – Oxidação Parcial
A reforma a vapor não é aplicável para conversão, em hidrogênio, de hidrocarbonetos mais pesados que a nafta ou quando
há disponibilidade de oxigênio puro, o qual é usado em quantidades subestequiométrica.
Além da produção de H2, outro objetivo da oxidação parcial é a produção de gás de síntese (syngas) com um conteúdo
elevado de CO.
É uma reação extremamente exotérmica, não precisando do fornecimento de calor.
Acontece a temperaturas entre 1000º C e 1200º C, o que permite a ausência de catalisadores.
C4H10(g) + 2O2 (g) 4 CO(g) + 5 H
⟶ 2(g) ∆H = – 315,97 kJ/mol (298 K)
A diferença entre o processo de reforma com vapor e o processo de oxidação parcial, é que o último processo não requer
vapor de água, consequentemente a quantidade de H2 produzido é menor.

14. Separação do Ar
N2
Vapor
Reator
Shift
Purificação do gás
H2
Ar
CO2
O2
Óleo
Pesado
Gaseificação
Ar
Remoção de
Enxofre
CO + H2
O
Figura 06. Diagrama de produção de H2 a partir de Oxidação Parcial
Em processos industriais se utiliza a injeção de vapor, elevando a produção de hidrogênio. Além disso, pode ocorrer em
temperaturas mais baixas (400º C – 600º C), mas demanda a utilização de catalisadores, como o Ni por exemplo.

15. 5 – Reforma Autotérmica
Outro processo de reforma é conhecido como reforma autotérmica, que é a combinação de reforma a vapor com o processo
de oxidação parcial.
Em um reformador autotérmico todo o calor gerado pela reação de oxidação parcial é usado para conduzir a reação de
reforma a vapor. Assim, estes reformadores normalmente oferecem eficiências maiores do que sistemas de oxidação parcial,
nos quais o excesso de calor não é facilmente recuperado.
Em geral, existem dois tipos de sistemas de reforma autotérmica.
O 1º sistema é compacto e útil para aplicações em células de combustível. Este possui apenas um leito catalítico, no qual as
reações de combustão e reforma a vapor ocorrem simultaneamente.
O 2o
sistema possui duas seções separadas, na primeira seção a oxidação parcial não catalítica ocorre usando um queimador
e as reações de reforma ocorrem em um leito catalítico. Esse último sistema é apropriado para conversão de gás natural ou
biogás (mistura de gases composta normalmente de 60-65% de metano - CH4; 35 – 40% dióxido de carbono - CO2; e outros
constituintes minoritários como sulfeto de hidrogênio - H2S; nitrogênio - N2 ; hidrogênio - H2; monóxido de carbono – CO;
e amônia - NH3; em combustíveis líquidos.

16. A reforma autotérmica pode ser representada pelas seguintes reações:
Zona de combustão (oxidação parcial):
CH4 + 3/2 O2 CO + 2H
➔ 2O ∆H°298K = – 520 kJ/mol
Zonas catalíticas e térmicas (reforma a vapor):
CH4 + H2O CO + 3 H
➔ 2 ∆H°298K = + 206,2 kJ/mol
CO + H2O CO
➔ 2 + H2 ∆H°298K = – 41,2 kJ/mol
CH4 + 2 H2O CO
➔ 2 + 4H2 ∆H°298K = + 165 kJ/mol
Figura 07. Esquema de reator autotérmico

17. No caso de hidrocarbonetos mais pesados são mais explorados através da oxidação parcial (acima 1000º C).
A utilização de um ou outro processo depende do tipo de combustível a ser reformado.
No caso do uso de etanol e metanol podem ser reformados a temperaturas mais baixas (200o
C – 300º C), logo a reforma
autotérmica é a melhor indicada.
No caso GLP (Gases Liquefeitos de Petróleo - butano, propano, isobutano, propeno e buteno) requerem temperaturas
superiores a 600º C, logo a reforma a vapor seria mais indicada.

18. 6 – Hidrogênio Fotobiológico
Os microorganismos fotossintetizantes, capazes de produzir H2 são as algas verdes como, o Scenedesmus obliquo,
Chlamydomonas reinhardii e Chlamydomonas moewussii, e entre as cianobactérias pode-se citar: Anabaena azollae;
Anabaena variabilis; Anabaena cylindrica; Nostoc muscorum; Nostoc spongiaeforme; Westlellopsis prolífica,
Plectonema boryanum; Oscillatoria limnetica; Synechococcus sp.; Aphanothece halophytico; Mastidocladus laminosus e
Phormidium valderianum.
Método que tem por base a utilização de energia solar em sistemas biológicos, como as cianobactérias, algas
fotossintéticas ou algas eucarióticas que contêm enzimas que decompõem compostos base, libertando hidrogênio. Os
três processos biológicos mais conhecidos para a produção de H2 compreendem a fotossíntese, fermentação e sistemas
híbridos (bactérias fermentativas juntamente com fotossintetizantes). A eficiência destes processos é inferior a 1%.
Além das algas temos também as cianobactérias, que são organismos que crescem em meios que contem sais minerais
simples, utilizam N2 e CO2 atmosféricos como fonte alternativa de nitrogênio e carbono, água como doadora de elétrons e
a luz solar para a obtenção de energia, tornando-se de fácil cultivo e pouco dispendioso, além de serem considerados
organismos versáteis e capazes de sobreviver em diferentes condições ambientais.
O que as diferencia dos demais organismos fotossintetizantes é a capacidade de fixação de nitrogênio atmosférico em
amônia e presença de pigmentos fotossintetizantes, como ficocianinas e ficobilinas.

19. As principais reações que descrevem o processo fotobiológico são mostradas abaixo:

20. 7 – Produção de Hidrogênio através de pirólise rápida de Biomassa
A pirólise rápida é um processo no qual a biomassa é convertida em produtos líquidos, sólidos e gasosos por
aquecimento à alta temperatura (400º C a 700º C) e em presença de uma atmosfera inerte, isto é, na ausência de O2.
No processo de pirólise é gerada uma matriz sólida, conhecida como finos de carvão (char), que consiste
principalmente de carbono, na qual também se encontram as cinzas, material inorgânico inicialmente presente na
biomassa.
Uma grande parte dos vapores produzidos pode ser condensada formando uma mistura líquida de duas fases (tar): uma
aquosa (extrato ácido) e outra orgânica (bio-óleo ou óleo pirolítico), deixando os gases não condensáveis, geralmente
CO2, CO, CH4, H2, como um combustível para uso imediato.
Parâmetros que influenciam no processo de pirólise e tem grande influência tanto na concentração como as propriedades
os produtos formados:
● Tamanho da partícula;
● Temperatura;
● Velocidade do aquecimento;
● Relação vapor d'água-biomassa;
● Tipo de catalisador,

21. A pirólise rápida de biomassa de eucalipto realizada a 500º C com catalisador (Al-MCM-41), gerou como produtos:
● Vapores não condensáveis (CO, CO2, CH4, H2, C2 e C3).
● Componentes líquidos foram identificados nas seguintes classes químicas: ácidos carboxílicos, álcoois, aldeídos,
cetonas, éteres, ésteres, compostos fenólicos (fenóis), compostos furânicos (furanos) e açúcares.
Rendimento médio de líquido pirolenhoso, bio-carvão e bio-gás, obtidos na pirólise do eucalipto e com o catalisador à
temperatura de 500 ºC.

22. 8 – Produção de Hidrogênio através de Gaseificação de Biomassa
A gaseificação da biomassa consiste em transformar a biomassa em uma mistura gasosa através da oxidação parcial a altas
temperaturas, na faixa sempre 800 °C - 900 °C. O processo de oxidação parcial das cadeias carbônicas contidas na
biomassa, permite gerar uma mistura gasosa contendo (CO, CO2, CH4, H2O e H2) não condensável e com alto potencial
energético.
Os principais fatores que influenciam na composição do gás produzido são:
● Temperatura de operação,
● Composição da biomassa,
● Tipo de catalisador,
● Purificação e teor umidade da biomassa.
O agente gaseificador (ar, vapor de água, oxigênio) também pode influenciar na composição do gás resultante da
gaseificação da biomassa. Por exemplo a utilização de ar, pode produzir grandes teores de nitrogênio e pouca quantidade de
gás hidrogênio. Já à utilização de gás oxigênio e vapor d'água, ou a mistura dos dois, produzem grandes com alto teor de
hidrogênio e maior poder calorífico.

23. Durante o processo de oxidação parcial da biomassa
podemos observar as seguintes reações químicas:
C(s) + O2(g) ⟶ CO2(g)
2 (–CH2 )(g) + 3 O2(g) ⟶ 3 CO2(g) + H2O(g)
C(s) + H2O(g) ⟶ CO (g) + H2(g)
C(s) + CO2(g) ⟶ 2 CO(g)
(–CH2 )(g) + H2O(g) ⟶ CO(g) + 2 H2(g)
(–CH2 )(g) + CO2(g) ⟶ 2 CO(g) + H2(g) Figura 08. Dispositivo O esquema acima mostra a obtenção
de hidrogênio a partir da gaseificação da biomassa
Com o intuito de melhorar o processo, após a oxidação parcial da biomassa alguns teores de hidrocarbonetos (como CH4)
podem restar no gás. Neste caso pode ser utilizar um reator de leito fixo de níquel para promover a reforma do gás é
aumentar a produção de hidrogênio de acordo com a reação:
CH4 (g) + H2O(g) CO(g) + 3 H
⟶ 2(g)
CO (g) + H2O(g) CO
⟶ 2(g) + H2(g)

24. Reator de leito fixo - Neste caso as partículas são
retidas no reator e qualquer tipo de movimento é
impedido. A Figura ao lado ilustra este tipo de
reator. A mistura reagente gasosa entra por baixo,
percola o leito e sai pelo topo.
O dióxido de carbono presente pode ser removido em
um scrubber contendo uma solução de KOH, que age
como absorvente. A umidade presente no gás também é
um outro problema, pois reduz o poder calorífico do
hidrogênio. Nesse caso o ideal é passar o gás resultante
em um secador tipo dryer.
Figura 10. Lavador de gases ou Scrubbers
Figura 09. Esquema de Reator de leito fixo

25. Figura 11. Secador spray dryer

26. A eficiência da produção de hidrogênio a partir da gaseificação definida da pela equação abaixo:
𝓝𝑯 2=
𝒎𝑯 2 𝑷𝑪𝑰𝑯 2
𝒎𝑪 𝑷𝑪𝑰𝑪
Onde mH2 e mC são a massa de hidrogênio e de combustível (kG), respectivamente. PCIH2 e PCIC são o poder calorífico
inferior do Hidrogênio e do combustível (kJ/kG)
A composição do gás produzido durante a gaseificação de carvão com vapor d'água depende fundamentalmente da
natureza do carvão e das condições empregadas no processo. Por exemplo, a gaseificação da lignina e carvão derivado
da biomassa, realizada na faixa dos 600º C – 800º C, com um fluxo de vapor de água 10g/h por grama de lignina,
permitiu obter nos gases da gaseificação, uma concentração de H2 em torno de 30% a 50%.

27. Figura 12. Geração de H2 Via Fontes Renováveis

28. Distribuição de
Hidrogênio
Atualmente 83% do hidrogênio é produzido de
forma descentralizada no próprio local onde
ocorre o consumo, desta forma diminui-se os
altos custos relacionados ao seu transporte. O
restante, 17%, é distribuído e transportado por
gasodutos, garrafas ou tanques.
Figura 13. Caminhão transportando hidrogênio
em cilindros

29. Figura 14. Gás hidrogênio comprimido - $65.00 - $80.00 / Peça

30. Figura 15. Os gasodutos são um meio de transporte usado para transportar mercadorias de um local para outro.

31. Armazenamento de Hidrogênio
O hidrogênio é inflamável e explosivo no ar, e durante a sua fuga é difundido rapidamente por conta de sua baixa densidade.
Sua chama subirá verticalmente em lugar de se espalhar horizontalmente. Apesar de sua baixa densidade de energia
volumétrica, o hidrogênio tem a maior relação energia-peso que qualquer outro combustível.
O hidrogênio tem a menor densidade no estado gasoso e o segundo ponto de ebulição de todas as substâncias conhecidas,
fazendo com que se tenha dificuldades para armazená-lo no estado gasoso ou líquido. Quando em forma de gás, necessita
de um sistema de armazenamento de grande volume e pressão, e quando no estado líquido, precisa que o seu
armazenamento utilize sistemas criogênicos, ou seja, em baixíssima temperatura (-253°C).
Se o primeiro desafio da tecnologia do hidrogênio é a sua produção, o segundo é como armazená-lo; um dos principais
obstáculos para o estabelecimento da infra-estrutura para a tecnologia do hidrogênio.

32. Existem atualmente cinco meios principais de se armazenar o hidrogênio. Uma das mais pesquisadas no Brasil é através
de hidretos metálicos, onde o hidrogênio é absorvido por metais.
As cinco principais formas de se armazenar hidrogênio são:
➤ Reservatórios de Gás Hidrogênio Comprimido;
➤ Reservatórios para Hidrogênio Líquido;
➤ Hidretos Metálicos;
➤ Adsorção do gás em um sólido (Carbono);
➤ Micro-esferas.
Reservatório de Hidrogênio Líquido
o estado líquido o hidrogênio deve estar abaixo do seu ponto de
ebulição (– 253°C) na pressão ambiente num tanque muito bem
isolado, geralmente com vácuo entre duas camadas, muito parecido
com uma garrafa térmica.
Figura 15. Hidrogênio Líquido

33. Hidretos Alcalinos
Os sistemas de armazenamento de hidrogênio através de
hidretos metálicos são baseados no principio de que alguns
metais absorvem o hidrogênio gasoso sob condições de alta
pressão e temperatura moderada para formar os hidretos
metálicos.
M(s) + H2(g) MH
⟶ 2(s)
M(s) + ½ H2(g) MH(s)
⟶
Ca(s) + H2(g) CaH
⟶ 2(s)
Na(s) + ½ H2(g) NaH(s)
⟶
Figura 16. Hidretos alcalinos

34. Adsorção de Gás em sólido (Carbono)
A adsorção de hidrogênio em carbono é uma técnica similar à aplicada aos hidretos metálicos onde o hidrogênio salta
quimicamente para a superfície dos grânulos de carbono porosos. O hidrogênio é adsorvido na temperatura de -185°C a -
85°C e na pressão de 300 a 700 psi (21 a 48 bar). A quantidade de hidrogênio adsorvido aumenta em baixas temperaturas.
O calor em excesso de aproximadamente 150°C libera o hidrogênio.
Figura 17. Esquema de Adsorção de Gás

35. 6 – Microesferas
Os sistemas de armazenamento de microesferas utilizam pequenas esferas de vidro no qual o hidrogênio é carregado sob
alta pressão e alta temperatura, deixando-o passar através das paredes de vidro. Uma vez armazenado, as esferas podem
ser mantidas na temperatura ambiente sem perda de hidrogênio.
Dependendo da temperatura, o vidro é impermeável ao hidrogênio que está dentro da esfera (baixa temperatura) ou
permeável (alta temperatura) para que seja libertado.
A adição de uma pequena quantidade calor é suficiente para liberar o hidrogênio. Para aumentar a taxa de hidrogênio
libertado, choques entre as esferas estão sendo feitos.

36. Figura 18. Usos do Hidrogênio

37. Figura 19. Projeto Hidrogênio

38. CÉLULAS A COMBUSTÍVEIS
Dentre as diferentes rotas inovadoras para a geração de energia mais sustentável está, atualmente, o hidrogênio, cuja
viabilidade energética encontra-se na tecnologia de células a combustível. Estas são dispositivos eletroquímicos que podem
converter continuamente a energia química de certas fontes renováveis ou não, em eletricidade sem a necessidade de
combustão a quente e com um rendimento global superior aos equipamentos de transformação convencionais. Em adição a
natureza eletroquímica da reação produzindo água, a alta eficiência pode propiciar urna significativa redução do uso de
combustíveis fósseis e da liberação de gases do efeito estufa, resultando em emissões locais extremamente baixas durante o
uso, fator especialmente importante em áreas densamente povoadas.
Deste modo, os diferentes tipos de tecnologia de células a combustível configuram-se em candidatas ideais para uso em
aplicações móveis e estacionárias, incluindo pequenas residências, plantas de energia e calor de média e larga escala,
respectivamente.
Apostando na produção local (descentralizada) poupa-se no investimento da construção de grandes linhas de
transporte de energia, na proteção destas e outros equipamentos auxiliares, bem como, na manutenção dessas
infra-estruturas. Outro aspecto de economia são os custos de exploração, uma vez que as perdas energéticas, com a
produção descentralizada, são consideravelmente reduzidas em linhas, nos transformadores (elevadores e
abaixadores), bem como, na quantidade de aparelhagem de proteção com diminuição do número.
Os custos relacionados com a produção também baixam, pois o rendimento das células de combustível é substancialmente
mais elevado.
A grande barreira atual que se tem de vencer é o custo ainda elevado desta tecnologia, resultando da investigação
do preço dos materiais e dos processos de fabrico, o que tem restringido o seu uso. Com o decorrer do tempo e
eventuais descobertas, a produção em massa das células de combustível e em oposição cada vez maior escassez de fontes
de energia não renováveis serão fatores que irão levar a uma nova filosofia de produção energética na área da energia
elétrica.

39. Os princípios básicos da célula a combustível são
similares às conhecidas baterias eletroquímicas,
envolvidas em muitas atividades do nosso dia a dia. A
grande diferença, no caso das baterias, é que esses
dispositivos possuem estocados no seu interior a
energia química contida nas substâncias. Quando essa
energia é transformada em eletricidade, as baterias são
descartadas (baterias primárias) ou recarregadas
apropriadamente (baterias secundárias). No caso da
células a combustível, a energia química é providenciada
por combustível e um oxidante armazenado fora da célula
na qual as reações ocorrem, assim, a energia elétrica pode
ser obtida continuamente, contanto que as células sejam
supridas por esses reagentes.
As células a combustível são em princípio, baterias de
funcionamento contínuo. Existem hoje diversas
tecnologias, mas elas possuem basicamente o mesmo
principio de funcionamento: Resumidamente, de um lado
da célula entra o hidrogênio e do outro entra o oxigênio,
conforme a Figura ao lado.
Figura 19. Desenho esquemático de uma célula a
combustível hidrogênio/oxigênio.

40. O catodo, o anodo e o eletrólito constituem os elementos básicos de uma célula a combustível. Na célula de H2/O2, as semi-
reações que ocorrem em cada um dos eletrodos e os respectivos potenciais de semi-reação, são os seguintes:
No anodo: H2 → 2H+
(aq) + 2e—
Eo
= 0 V
No catodo: 1/2O2(g) + 2H+
(aq) + 2e—
→ H2O(l) Eo
= + 1,23V
A reação química global é, portanto H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(l)
implicando uma força eletromotriz a 25o
C e nas condições padrão (p = 1 bar) de f.e.m. igual a 1,23 V
A conversão de energia química em energia elétrica é direta. A energia de Gibbs, ΔGo
é totalmente convertida em energia
elétrica, sendo, portanto ΔGo
= – n . F. Eo
Onde n é o número de elétrons envolvidos na reação, F é a constante de Faraday (F = 96.485C), que corresponde à carga
elétrica de um mol de elétrons, e Eo
a força eletromotriz no estado padrão.
De fato, atendendo a que a energia de Gibbs de formação da água líquida é ΔGo
f [H2Ο(l)] = – 237,13 kJ/mol vem
Eo
= – ΔGo
/ nF Eo
Eo
= 237 130 J /(2 x 96 485 C) = 1,23 V.
Uma pilha a combustível é um conjunto de células ligadas em série.
Nas células de combustível, o rendimento pode atingir os 70% — o dobro do de um motor de combustão (máquina térmica).
Além disso, as pilhas de combustível são silenciosas.
Apesar de termodinamicamente espontânea, a combustão do hidrogênio nas células a combustível tem uma cinética
complexa e requer o uso de um catalisador para vencer as barreiras de potencial que inviabilizam a reação.

41. TIPOS DE PILHAS OU CÉLULAS A COMBUSTÍVEL
Embora todas baseadas no mesmo princípio geral — as pilhas ou células a combustível são agrupamentos de células
eletroquímicas onde ocorre a oxidação de um combustível — existem vários tipos de células de combustível, usualmente
designadas pelo nome do eletrólito que utilizam.
Existem cinco tipos principais de células de combustível, os quais se encontram em diferentes estágios de desenvolvimento
técnico e comercial: célula de combustível de membrana de prótons (PEMFC), alcalinas (AFC), de carbonatos fundidos
(MCFC), de ácido fosfórico (PAFC) e de óxidos sólidos (SOFC).
Os combustíveis mais utilizados em sistemas de pilhas de combustível incluem o gás natural, o hidrogênio e o metanol.
Outros combustíveis têm-se revelado candidatos viáveis para o uso em pilhas de combustível, como o biogás, a gasolina, o
gasóleo e outros destilados do petróleo, o éter dimetílico, o etanol, assim como produtos resultantes da gaseificação do carvão
e da biomassa.
O combustível utilizado no núcleo das células é o hidrogênio, embora este gás não se encontre facilmente disponível.
Por outro lado as infraestruturas de extração, transporte e distribuição, refinação e/ou purificação de hidrocarbonetos já estão
integradas na nossa sociedade. Consequentemente têm sido concebidos sistemas de pilhas de combustível para aplicações
práticas utilizando hidrocarbonetos. Estes sistemas requerem, habitualmente, a presença de um conversor, o qual transforma
os hidrocarbonetos num gás rico em hidrogênio, procede à remoção de contaminantes, e fornece hidrogênio puro à célula.

42. A Figura 20 mostra o diagrama de uma célula a combustível, com capacidade de separar o hidrogênio do gás natural, para
produção combinada de eletricidade e de calor.
Figura 20. Diagrama de uma célula
de combustível a gás natural.
As unidades já disponíveis comercialmente produzem eletricidade com eficiências entre 40% e 60%, com emissões
reduzidas e de forma tão silenciosa que podem facilmente ser utilizadas em ambiente urbano. São particularmente bem
adaptadas ao mercado da produção de eletricidade distribuída devido a essas características, às quais se junta ainda a sua
modularidade e a possibilidade de construção de unidades com qualquer potência.

43. As células a combustível libertam quantidades consideráveis de calor durante o seu funcionamento, o qual pode ser utilizado
para a produção de água quente ou vapor.
Quando as quantidades de calor e/ou as temperaturas dos gases de escape são reduzidas, estas podem ser aproveitadas para a
produção de água quente, aquecimento ambiente ou vapor de baixa pressão. Pelo contrário, para células de altas
temperaturas, é possível aproveitar o calor libertado no escape para produzir vapor a alta temperatura e pressão, o que o torna
adequado para a produção de eletricidade em ciclo combinado, podendo ser conseguidos rendimentos muito elevados,
superiores aos das melhores centrais térmicas convencionais.
A utilização de hidrogênio numa célula de combustível, quando combinado com oxigênio, resulta apenas na libertação de
energia elétrica, de calor e de água, não existindo quaisquer emissões poluentes.
Se o hidrogênio for obtido por eletrólise com recurso de fontes de energia renováveis, o processo terá de fato emissões nulas,
mas, se o hidrogênio for obtido a partir de combustíveis fósseis, então as vantagens ambientais não serão tão significativas.
Os dois problemas técnicos fundamentais das células de combustível são: a baixa taxa de reação que conduz a reduzidas
intensidades de corrente e potência por área e o hidrogênio não ser um combustível prontamente disponível, pois este na
natureza encontra-se sempre associado a outros elementos químicos. Com a finalidade de se resolverem estes problemas os
investigadores têm experimentado muitos tipos de células a combustível.
Atualmente existem dois grupos de desenvolvimento dos principais tipos de células a combustível, classificadas segundo a
temperatura de funcionamento (baixa/média temperatura e alta temperatura). As células a combustível conhecidas por de
metanol, não se tipificam em qualquer um destes grupos, pois apresentam características híbridas, sendo excluídas desta
classificação principal dos tipos de células de combustível.

44. As principais características dos diferentes tipos de células estão resumidas na Tabela 01.
Tabela 01 - Resumo dos diferentes tipos de células de combustível
Tipos de células
Alcalinas
(AFC)
Membranas
(PEMFC)
Ácido fosfórico
(PAFC)
Carbonatos
fundidos (MCFC)
Cerâmicas
(SOFC)
Combustível H2 puro H2 puro H2 CH4, H2, CO CH4, H2, CO
Oxidante ar + H2O (sem CO2) ar (sem CO) ar (sem CO) ar + CO2 ar
Eletrólito KOH Membrana de
polímero (Nafion)
Ácido fosfórico Carbonatos de lítio e
potássio fundidos
Óxido de Y e Zr
Íon condutor OH–
H+
H+
CO3
–
O–2
Temperatura de
funcionamento
(o
C)
60 – 90 70 – 90 160 – 200 600 – 700 800 – 1000
Rendimento
elétrico (%)
55 - 60 35 - 45 35 - 45 45 -55 45 -55
Dimensão típica < 7 kW 5 – 250 kW 200 kW 2 – 3 MW Tubular 100 –
5000 kW Planar
50 – 100 kW

45. As células do tipo AFC, PEMFC e PAFC são consideradas células de baixa e média temperatura, enquanto que as outras
são de alta temperatura. As pilhas de alta temperatura não necessitam de catalisadores de metais nobres, pois não são
danificadas pelo CO. As de baixa e média temperatura têm um processamento do combustível complexo, são mais
sensíveis ao CO, e requerem catalisadores de metais nobres (Pt, Pd). Têm, por isso, custos mais elevados.
1 . Células a combustível alcalinas ou AFC (alcaline fuel cell)
Usam como eletrólito uma solução concentrada de hidróxido de potássio, KOH, de 85% em peso, no regime de
temperaturas elevadas (da ordem dos 250 o
C) e com concentrações entre 35 e 50% em peso, para regimes de temperatura
inferiores a 120 o
C.
No regime de baixas temperaturas, as velocidades de reação são baixas, pelo que devem ser usados eletrodos porosos
impregnados com platina e recorrendo a pressões elevadas. Uma das vantagens deste tipo de células é a possibilidade do
uso de catalisadores à base de metais não nobres, como o níquel, o que garante custos mais reduzidos, com a vantagem
adicional do baixo custo do eletrólito.
As reações associadas a este tipo de célula são as seguintes:
No programa Apollo da NASA foram usadas células deste tipo funcionando à temperatura de 250 o
C com solução de KOH
de 85% em peso, as quais forneciam água à tripulação, tendo este tipo de células sido também usado nos naves espaciais
(space shuttles).
Anodo: H2(g) + 2OH –
(aq) → 2H2O(l) + 2e–
Catodo: 1/2 O2(g) + H2O(l) + 2e–
→ 2OH–
(aq)
Global: H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(l)

46. O êxito da utilização de células AFC em veículos espaciais deve-se à excelente cinética dos eletrodos quando funcionam
com hidrogênio e oxigênio puros. No entanto, devido aos custos elevados do combustível, para serem competitivas em
aplicações terrestres, torna-se necessário substituir o hidrogênio por combustíveis mais baratos à base de hidrocarbonetos
ou álcool o que coloca severos problemas relacionados com os materiais das células e com as tecnologias de processamento
dos combustíveis.
Apesar de mais de três décadas de investigação e desenvolvimento sobre este tipo de células para aplicações em
automóveis, primeiro pela Elenco, que acabou por vender os direitos técnicos à Zevco, é quase certo que a penetração das
pilhas AFC no mercado será pequena.
2. Células a combustível de membrana de troca de prótons ou PEMFC (Proton-exchange membrane fuel cells)
Também chamadas de membrana de troca protônica ou de eletrólito polimérico, o eletrólito é uma membrana de troca
iônica ou polímero condutor iônico. Um dos materiais de membrana mais comuns é o Nafion, que é um copolímero
derivado do tetrafluoroetileno, mais conhecido por Teflon
Figura 21 - Estrutura molecular do NAFION

47. Os prótons gerados no anodo, a partir do hidrogênio, por ação do catalisador, circulam até o catodo, onde se combinam com o
oxigênio e com os elétrons para dar água, o único líquido presente na célula. A presença de água é essencial para o
funcionamento da célula, pois a membrana tem de ser mantida hidratada para ser condutora de prótons. As células funcionam
a temperaturas inferiores aos 100o
C para evitar a deterioração do Nafion, o que implica velocidades de reação reduzidas,
necessitando, por isso, a utilização de catalisadores e eletrodos sofisticados. O catalisador utilizado é a platina, que, mesmo
sendo usado em pequenas quantidades, representa uma parte considerável do custo total da célula.
Este tipo de célula requer hidrogênio de elevada pureza, só sendo possível usar combustíveis alternativos como o metanol, o
etanol, o metano ou o propano, desde que previamente convertidos em hidrogênio.
As células de membrana de polímero têm rendimentos elevados, emissões reduzidas e arranque rápido. Têm as vantagens de
ser leves e pouco volumosas quando comparadas com outras células de combustível. Os eletrodos são de carbono poroso
contendo o catalisador de platina sob a forma de pequenas partículas. O catalisador de platina é, no entanto muito sensível a
envenenamento pelo CO, o que implica reatores adicionais para reduzir o CO no gás combustível de alimentação, se o
hidrogênio for obtido a partir de um álcool ou de um hidrocarboneto. Os catalisadores de platina/rutênio, atualmente em
desenvolvimento, são mais resistentes ao CO.
Estas pilhas são usadas, sobretudo para aplicações em transportes e algumas aplicações estacionárias sendo particularmente
atrativas para veículos de passageiros como automóveis e ônibus, devido à sua baixa razão potência-peso, e tempo de
arranque rápido. As reações associadas a este tipo de célula são as seguintes:
Anodo H2(g) → 2H+
(aq) + 2e–
Catodo 1/2 O2(g) + 2H+
(aq) + 2e–
→ H2O(l)
Reação global H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(l)

48. Figura 22 - Esquema de uma pilha de
combustível do tipo PEMFC, onde se
destacam as membranas e as placas bipolares

49. 3. Células de combustível de alimentação direta de metanol
Estas células são variantes das células a combustível de membrana de polímero (PEMFC) que usam metanol como
combustível. Tem como vantagem o fato de usar um combustível líquido, de fácil armazenamento e transporte.
O principal problema destas células é a sobretensão eletroquímica no anodo, que as tornam menos eficientes. Outro
problema é o fato do metanol se difundir através da membrana.
Este tipo de células é particularmente atrativo para utilização como fonte de alimentação de equipamentos eletrônicos
portáteis, como computadores e eletrodomésticos, bem como em veículos elétricos. O uso de etanol em vez de metanol
constitui uma alternativa interessante, em desenvolvimento. As reações associadas a este tipo de célula são as seguintes:
Anodo CH3OH(aq) + H2O(l) → CO2(g) + 6 e—
+ 6 H+
(aq)
Catodo 6 H+
(aq) + 6 e–
+ 3/2 O2(g) → 3 H2O(l)
Reação global CH3OH(aq) + 3/2 O2(g) → 2 H2O(l) + CO2(g)

50. Células a combustível de ácido fosfórico ou PAFC (phosphoric acid fuel cell)
O eletrólito é o ácido fosfórico a 100% e a temperatura de funcionamento é entre os 160o
C e os 220o
C. A necessidade de
temperaturas elevadas é devido ao ácido fosfórico ser mau condutor iônico a baixa temperatura, sendo o envenenamento do
catalisador de platina pelo CO no anodo mais severo.
O ácido fosfórico é estável a alta temperatura, podendo as células funcionar com eficiência à temperatura de 220o
C. Outra
vantagem do uso de ácido concentrado reside na redução da pressão de vapor da água facilitando a sua gestão na célula.
Como o ácido fosfórico é muito corrosivo, o material do contentor tem de ser de material resistente à corrosão, como o
carboneto de silício. O catalisador em ambos os eletrodos é a platina.
Como em outros tipos de célula, o problema do armazenamento do hidrogênio pode ser resolvido recorrendo a
combustíveis alternativos como o metano, que é convertido (em reformadores) em hidrogênio e CO2, implicando,
contudo custos e complexidade dos sistemas adicionais.
Este tipo de células é, apesar de tudo, de funcionamento simples, seguro e com baixos custos de manutenção, podendo
funcionar continuamente durante anos, sem necessidade de intervenção humana. Tendo sido o primeiro tipo de células a ser
comercializado, tem uma vasta gama de aplicações, nomeadamente sob a forma de unidades de 200 kW (produzidas pela
“International Fuel Cells Corporation”) estando instaladas cerca de 200 unidades em todo o mundo, com excelente
desempenho. O futuro deste tipo de células parece, no entanto estar comprometido, na medida em que os fabricantes não têm
conseguido reduzir os custos de investimento abaixo dos 2000 € por kW, como originalmente programado. Pensa-se que para
uma boa penetração nos mercados será necessário reduzir os custos até cerca de 700 € por kW os quais deverão baixar até
cerca dos 350 € com o aumento do volume de produção.
As reações associadas a este tipo de célula são as seguintes:
Anodo H2(g) → 2H+
(aq) + 2e—
Catodo 1/2 O2(g) + 2H+
(aq) + 2e—
→ H2O(l)

51. Células de combustível de carbonatos fundidos ou MCFC (molten carbonate fuel cell)
O eletrólito é uma mistura de carbonatos de lítio, sódio e potássio, (Li2CO3/Na2CO3/K2CO3) mais comumente nas
proporções 60%, 20%, 20%, respectivamente, incorporado numa matriz de γ- LiAlO2 e Al2O3. Os materiais do anodo e do
catodo são, respectivamente, ligas de níquel-cromo e óxido de níquel dopado com lítio, sendo as placas bipolares de aço
inoxidável. Estas células funcionam entre os 600o
C e os 700o
C, temperaturas às quais a mistura é altamente condutora de
íons carbonato. Nesta gama de temperaturas, é possível utilizar níquel como catalisador no anodo e óxido de níquel no
catodo, baixando consideravelmente os custos de investimento. Pode ainda ser usado o gás natural sem necessidade de
reformadores.
Uma desvantagem é que a mistura de eletrólitos de lítio, potássio e sódio, a alta temperatura, é extremamente corrosiva.
As reações associadas a este tipo de célula são as seguintes:
Anodo H2(g) + CO3
–2
(s) → H2O(g) + CO2(g) + 2e—
Catodo 1/2 O2(g) + CO2(g) + 2e—
→ CO3
–2
(s)
Reação global H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(g)

52. Células de combustível de óxido sólido ou SOFC (solid oxide fuel cell)
O eletrólito utilizado neste tipo de células é um óxido sólido, cerâmico, usualmente a ítria, Y2O3, estabilizada em zircônia,
ZrO2 (YSZ), que na gama de temperaturas de funcionamento da célula, ou seja entre os 600o
C e os 1000o
C, é um excelente
condutor iônico de O2—
, íons que são assim facilmente transportados do catodo para o anodo.
Pelo fato de funcionar a alta temperatura, podem utilizar metano ou gás natural (CH4, H2, CO) diretamente, sem ser
necessária uma unidade reformadora.
É, no entanto, necessário um pré-aquecimento do combustível e do ar, bem como um sistema de arrefecimento, o que
implica custos de investimento adicionais. O eletrólito é sólido, mesmo a temperaturas de funcionamento da ordem dos
1000o
C.
Em geral, o material do anodo é Co-ZrO2 e o do catodo Sr-LaMnO3.
As reações associadas a este tipo de célula são as seguintes:
Anodo H2(g) + O2—
→ H2O(g) + 2e—
Catodo 1/2 O2(g) + 2e—
→ O2—
Reação global H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(g)

53. Tipo Vantagens Desvantagens Aplicações
Alcalinas (AFC) Alta eficiência teórica)
(83%
Sensível a CO2
Gases ultrapuros reforma do
combustível
Espaçonaves Aplicações
militares
Membranas (PEMFC) Altas densidades de potências
Operação flexível
Custo da membrana potência e
eficiência
Contaminação do catalisador com
CO
Veículos automotores e
catalisador
Espaçonaves
Mobilidade
Ácido fosfórico (PAFC) Maior desenvolvimento
tecnológico
Controle da porosidade do eletrodo
Sensibilidade a CO
Eficiência limitada pela corrosão
Unidades estacionárias
Unidades estacionárias (100
kW a alguns MW) Cogeração
de eletricidade/calor
Carbonatos fundidos
(MCFC)
Tolerância a CO/ CO2 Eletrodos
a base de Ni
Problemas de materiais Necessidade
da reciclagem de CO2
Interface trifásica de difícil controle
Unidades estacionárias de
algumas centenas de kW
Cogeração de
eletricidade/calor
Cerâmicas (SOFC) Alta eficiência (cinética
favorável)
A reforma do combustível pode
ser feita na célula
Problemas de materiais expansão
térmica Necessidade de pré-reforma
Unidades estacionárias de 10 a
algumas centenas de kW
Cogeração de
eletricidade/calor
Tabela 02 - Tipos de células a combustível e características.

54. Dentre as diversas tecnologias hoje existentes, conforme foi apresentado nas Tabelas 01 e 02, as células PEMFC (membrana
de troca protônica) são as mais indicadas e fazem parte dos protótipos de veículos automotores. Esse tipo de célula combina
durabilidade, alta densidade de potência, alta eficiência, tem boa resposta em temperaturas normais e opera em temperaturas
relativamente baixas. Além disso, é de fácil acionamento e desligamento, e é robusta, suportando as vibrações presentes nos
veículos.
A maioria das células destinadas ao uso em veículos gera tensões menores que 1,16 V. Valor muito abaixo da tensão
necessária para o acionamento de um veículo. Desta forma, múltiplas células devem ser montadas dentro de uma “stack”
(pilha de célula a combustível).

55. SISTEMAS AUXILIARES DAS PILHAS OU CÉLULAS A COMBUSTÍVEL
Os sistemas auxiliares requeridos dependem em grande parte do tipo de pilha de célula de combustível e do combustível
usado.
Em todas as pilhas de células de combustível, menos nas de menores dimensões, o ar e o combustível precisam circular pelos
canais das células com a ajuda de sopradores ou bombas.
Por vezes são usados compressores, podendo ser estes acompanhados pelo uso de “intercoolers” como nas máquinas de
combustões internas.
Os motores elétricos também são necessários e são uma parte vital de um sistema de pilha de células de combustível, pois
são responsáveis por colocarem em funcionamento as bombas, os sopradores e os compressores mencionados antes.
As células de combustível produzem energia em DC (corrente contínua), com uma variação de tensão considerável conforme
a potência solicitada, o que raramente será satisfatório para ligação direta a uma carga elétrica, e assim algum tipo de
condicionamento da saída de potência é quase sempre necessário. Este pode ser feito por um simples regulador da tensão ou
por um conversor DC/DC. No caso de se pretender fornecer a carga em CA (corrente alternada) é necessário um inversor de
DC para CA o que representa uma parte significativa dos custos do sistema.
Nas pilhas de células de combustível e especialmente nas de maiores dimensões recorre-se frequentemente a sistemas de
cogeração, fazendo com que a pilhas de células de combustível pareça ser na realidade uma pequena e insignificante parte do
sistema interno.
Um conjunto variado de outros sistemas de apoio como os relacionados com o armazenamento do combustível e oxidante,
sistemas de purificação do combustível, sistemas de controle e gestão em tempo real, etc..., podem fazer parte dum sistema
de pilha de células de combustível.

56. A título exemplificativo a Figura 23 abaixo mostra um esquema de vários componentes auxiliares necessários ao
funcionamento de uma célula de combustível de 250 kW elétricos da Balard.
Figura 23 – Sistema de produção de Energia da Balard
De forma resumida apresenta:
O Processador de combustível: Extrai o hidrogênio
do combustível fóssil.
A Seção de purificação: Retira os contaminantes que
podem danificar a célula.
A Seção de umidificação: Coloca um certo grau de
umidade no combustível de forma a evitar a destruição
das membranas das células.
As Pilhas de células de combustível: Dá-se a
produção de energia em DC.
A Seção de refrigeração: Remove o calor.
A Seção de condicionamento: Estabiliza a tensão DC
e pode convertê-la em AC.
A Seção de controle: Supervisiona e gere todo o
sistema.

58. PRINCIPAIS VANTAGENS/ DESVANTAGENS DAS CÉLULAS A COMBUSTÍVEL
Os aspectos favoráveis dos sistemas de células de combustível são poderem ser feitas em pequenas unidades modulares, em
grandes quantidades, facilmente transportáveis e montadas num determinado local em um intervalo de tempo muito
reduzido. Se por qualquer motivo deixarem de ser necessárias no local, poderão num curto espaço de tempo ser facilmente
deslocada para outro onde exista déficit de energia.
Do processo de funcionamento normal das pilhas de células de combustível gera-se uma quantidade significativa de calor
que pode ser aproveitado para produzir vapor ou água quente. Esta otimização permite que haja um aumento da eficiência
do sistema.
Toda a transformação de energia tem uma perda associada assim, quanto menor forem as transformações, melhor é o
rendimento. Nas células de combustível existe uma transformação direta da energia química em elétrica, o que é uma
vantagem face às tecnologias convencionais de produção de energia elétrica.
Um fator positivo das células de combustível é a sua simplicidade em termos de princípios de funcionamento, com a
inexistência de movimento mecânico no interior desta e com a conversão direta da energia.
Quando é usado o hidrogênio como combustível os co-produtos da reação são o calor e a água pura, o que significa que a
pilha de combustível pode ser vista como tendo “zero emissões”. Mas mesmo quando se usam os combustíveis fósseis os
níveis de poluição são consideravelmente mais baixos, devido ao elevado rendimento deste tipo de tecnologia que permite
reduções no consumo destes combustíveis.
A conversão direta da energia e a inexistência de movimento mecânico no interior da pilha pode conduzir a sistemas
altamente seguros e de longa duração.

59. As desvantagens têm a ver com os custos de pesquisa, dos materiais usados na produção das células e dos processos de
fabricação.
O conhecimento destas encontra-se num número limitado de pessoas.
Existe uma falta de infraestrutura para a produção, transporte e armazenamento do combustível hidrogênio e as poucas
infraestruturas que existem estão viradas para a indústria química em geral.
Outra questão negativa tem a ver com a produção do hidrogênio que recorre ao uso intensivo de energia e deriva muitas
vezes dos combustíveis fósseis.
O combustível, diante do tipo de célula de combustível em questão, necessita estar livre de determinados contaminantes,
para evitar perda de performance, podendo em casos extremos deixarem de funcionar.
A existência de sistemas auxiliares que apóiam a pilha de células de combustível têm componentes sujeitos a avarias, cuja
falha de um deles pode comprometer todo o processo de energia. Logicamente estes sistemas aumentam também as
necessidades de manutenções.

60. Vídeo 01 https://www.youtube.com/watch?v=Uqkrdp56dgQ
Vídeo 02 https://www.youtube.com/watch?v=IIpeAh7IQLE
Vídeo 03 https://www.youtube.com/watch?v=xPGPk9EnyCI
Video 04 https://www.youtube.com/watch?v=PsZ3pQSZozA