FABRICAÇÃO DE UMA CÉLULA DE COMBUSTÍVEL A HIDROGÊNIO: ADAPTANDO E REUTILIZANDO MATÉRIAS

FABRICAÇÃO DE UMA CÉLULA DE COMBUSTÍVEL A HIDROGÊNIO: ADAPTANDO E REUTILIZANDO MATERIAS

Mákson Rodrigo Alexandre Barbosa 

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Wedlley Guilherme de Oliveira Araújo

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Olímpio José da Silva Junior

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Ludnilson Antônio de Jesus Pereira

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RESUMO

O artigo tratará da construção, do funcionamento, dos benefícios e das adversidades existentes em uma célula de combustível abastecida por um gerador de hidrogênio (eletrolisador). Neste, está discriminado a proporção a qual a tecnologia das células de combustível tomou na atualidade. Com isso, é indispensável o objetivo de baratear a construção sem perder rendimento, para isso, será montado um sistema com materiais, em sua maior parte, reutilizados e que podem ser encontrados com facilidade. Com esse sistema aperfeiçoado, existe a possibilidade de se conseguir produzir uma bateria de um smartphone a qual possua durabilidade de aproximadamente uma semana. Desse modo, a tecnologia citada anteriormente vem sendo testada e produzida pela empresa britânica Intelligent Energy em parceria com a empresa americana Apple. Logo, esse evento produz um olhar diferenciado dentro das ciências envolvidas, pois em seu funcionamento, o sistema libera vapor de água. Contudo, as adversidades existentes se dão devido a alguns materiais os quais são de difícil acesso e alto custo financeiro, sendo assim, neste caso, foram feitos testes com diversos materiais de características similares, buscando um rendimento entre 45% e 60%. Nesse sentido, em alguns casos, foram alcançados alguns objetivos desejados os quais estão descritos no corpo deste artigo.

PALAVRAS-CHAVES: célula de combustível, eletrolisador, hidrogênio, tecnologia.

FABRICAÇÃO DE UMA CÉLULA DE COMBUSTÍVEL A HIDROGÊNIO: ADAPTANDO E REUTILIZANDO MATERIAS

1 INTRODUÇÃO

A tecnologia de células de combustível começou a despertar atenção e interesse de pesquisadores, alunos, empresas e dentre outros relacionados a esta tecnologia, apresentando-se como um meio viável para a atual situação do mercado de combustíveis degradantes e não degradantes.

        O projeto consistiu na montagem de um eletrolisador - gerador de hidrogênio - e uma célula de combustível formando um sistema por onde a energia será direcionada e transformada. Inicialmente foi observado que esse sistema, quando em atuação, não emitia nenhuma substância prejudicial ao meio ambiente e, devido a isso, constatamos o primeiro fator viabilizador para a construção do sistema. Posteriormente foi constatado que quando a alimentação do sistema é proveniente de uma fonte renovável, ele se torna quase totalmente renovável. Segundo B. K. Hodge (2010):

        

“Células de combustível são similares a baterias em que a produção de corrente continua (DC) ocorre via processo eletroquímico na ausência de combustão direta por uma fonte de combustível. Contudo, uma bateria fornece energia somente de acordo com a energia armazenada (quantidade finita), mas uma célula de combustível é capaz de operar por longo tempo, de acordo com a quantidade de recurso fornecido. ”

        

Desse modo, levando em consideração o funcionamento do sistema e a necessidade atual de reduzir a emissão de gases poluentes na atmosfera, as células de combustível emitem um único tipo de vapor em seu funcionamento, o vapor de água. Assim, quando condensada, a água, um dos produtos da reação, pode ser reutilizada no sistema ou em qualquer outra atividade, inclusive no consumo.

        Nesse sentido, em paralelo ao contexto central, a célula de combustível alcalina, modelo de célula a ser detalhado posteriormente, tem uma eficiência de aproximadamente 83%, de acordo com LINARDI (2000). Por outro lado, comparando a eficiência da célula com um motor a combustão, um automóvel com motor a combustão interna abastecido por gasolina: possui eficiência que varia de 32% a 38%, dependendo da composição da mistura da gasolina, de acordo com Omar Campos Ferreira, 1996. Além disso, este tipo de motor libera gases em sua queima, são eles: CO (monóxido de carbono), HC (combustível não queimado), NOx (óxidos de nitrogênio), SO2 (dióxido de enxofre) e material particulado.

        No entanto, a principal causa de as células serem pouco utilizadas atualmente é o seu alto custo financeiro e isso ocorre devido ao uso de metais nobres em sua fabricação. Contudo, o objetivo central do projeto é testar a viabilidade de construir um sistema o qual reutilize materiais de fácil acesso e baixo custo financeiro.  

2 REFERENCIAL TEÓRICO

A célula de combustível é uma nova maneira descoberta para a geração de energia e vem obtendo um crescimento tecnológico avançado. Um dos motivos para a utilização das células de combustível é a não emissão ou mínima emissão de gases tóxicos e poluentes. Segundo Hodge (2010):

“Convencionalmente o sistema de combustão é composto por um combustível (normalmente hidrocarbonetos) com um oxidante (oxigênio do ar) liberando energia armazenada no combustível como calor. Em uma célula de combustível, a energia química armazenada no combustível é convertida diretamente em trabalho útil, na forma de eletricidade, sem que ocorra o processo de combustão. ”

Em meio ao desenvolvimento dessa tecnologia existem vários tipos de estudos quanto aos modelos das células, modelos esses que são: a célula de combustível alcalina (AFC), a célula de combustível a membrana trocadora de prótons (PEMFC), célula de combustível de ácido fosfórico (PAFC), a célula de combustível de carbonatos fundidos (MCFC) e a célula de combustível de oxido de sólido (SOFC). A imagem 1 discrimina algumas características dos modelos citados anteriormente, a seguir.