Células de combustível de hidrogénio

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A pilha de combustível de hidrogénio é uma das principais tecnologias de combustíveis alternativos. Embora exista há pelo menos cinquenta anos, os desenvolvimentos recentes representam um enorme passo em frente na tecnologia fundamental. A humidade desempenha um papel importante na determinação da eficiência, qualidade e segurança das pilhas de combustível a hidrogénio. Um elevado teor de humidade na célula de combustível de hidrogénio torna-a mais eficiente e são necessárias medições precisas da humidade do hidrogénio durante a produção.

Existem vários tipos diferentes de células de combustível. Devido à sua baixa temperatura de funcionamento, a célula de combustível utilizada para alimentar veículos a motor é a célula de combustível de troca de protões/membrana de electrólito polimérico (PEM).

Em princípio, uma pilha de combustível funciona como uma bateria. Ao contrário de uma bateria, uma pilha de combustível não se esgota nem necessita de ser recarregada. Produzirá energia sob a forma de electricidade e calor se lhe for fornecido combustível. Uma pilha de combustível é constituída por dois eléctrodos colocados à volta de um electrólito. O oxigénio passa por um eléctrodo e o hidrogénio pelo outro, gerando electricidade, água e calor. O combustível hidrogénio é introduzido no ânodo da célula de combustível.

O oxigénio (ou ar) entra na célula de combustível através do cátodo. Incentivados por um catalisador, os átomos de hidrogénio dividem-se em protões e electrões. O PEM permite que apenas os protões passem através dele para o cátodo, os electrões têm de seguir um caminho através de um circuito externo, criando uma corrente eléctrica. Os protões e os electrões recombinam-se então com o oxigénio no cátodo, formando água. Um sistema de pilha de combustível que inclua um "reformador de combustível" pode utilizar o hidrogénio de qualquer combustível hidrocarboneto - do gás natural ao metanol, passando pela gasolina. Uma vez que a célula de combustível se baseia na química e não na combustão, as emissões deste tipo de sistema continuam a ser muito inferiores às emissões dos processos de combustão de combustíveis mais limpos. É possível atingir uma eficiência de processo típica de 80%, o que é mais do dobro da eficiência de um motor de combustão interna.