O que são kits de célula de combustível de hidrogênio?

Quanto você sabe sobre células a combustível de hidrogênio? Thinkstock

Qualquer pessoa que tenha visto a famosa filmagem granulada do desastre de Hindenburg está familiarizada com a ideia de que o hidrogênio se inflama facilmente. E embora existam muitas teorias concorrentes sobre exatamente como e por que o Hindenburg pegou fogo, uma verdade permanece. A queima desbloqueia a energia armazenada, tornando o hidrogênio útil como combustível.

Continue lendo para aprender mais sobre a queima de combustível, células de combustível e o alto custo das emissões limpas.

Conteúdo

1. Quebrando vínculos, queimando combustível
2. De moléculas a células de combustível
3. O alto custo das emissões limpas

Embora seja o elemento mais abundante no universo, o hidrogênio é mais comumente encontrado preso na água aqui na Terra. No século 19, um pesquisador chamado William Grove descobriu que a aplicação de eletricidade à água - também conhecida como eletrólise - a separava em seus componentes básicos de hidrogênio e oxigênio. No gás resultante, hidrogênio e oxigênio são misturados, mas não ligados entre si.

O pesquisador Yul Brown mergulhou em pesquisas práticas sobre o uso desse gás, agora conhecido como gás de Brown ou HHO, como combustível. Hoje, os kits podem realizar esse tipo de conversão em motores de combustão interna para aumentar o consumo de combustível.

Os kits de células a combustível de hidrogênio levam essa ideia um passo adiante. Grove também teorizou corretamente que seria possível reverter o processo, combinando oxigênio e hidrogênio para liberar eletricidade. O resultado é uma célula de combustível de hidrogênio.

Você não pode simplesmente lançar os átomos juntos, no entanto. O hidrogênio deve ser dividido em suas partículas carregadas positiva e negativamente primeiro. Uma célula de combustível de hidrogênio faz exatamente isso. Bem como em uma bateria, de um lado da célula de combustível está o pólo positivo, onde o hidrogênio é introduzido. Um filme de polímero permite que apenas os prótons dos átomos passem, separando-os do hidrogênio e deixando apenas os elétrons carregados negativamente para trás.

Os elétrons são atraídos para o lado positivo da célula de combustível, um fenômeno conhecido como fluxo de elétrons. Mas eles não podem passar de volta através do filme de polímero como os prótons fizeram. Em vez disso, eles são direcionados para fora da célula de combustível através de um circuito. Quando você adiciona um dispositivo elétrico como o motor de um carro a este circuito, o fluxo de elétrons o alimenta. À medida que continuam ao longo do circuito até o lado positivo da célula, eles pegam seus prótons, formando novamente o hidrogênio. O hidrogênio também se liga ao oxigênio do ar circundante: o resultado é a água.

Os únicos subprodutos da eletricidade gerada pelas células a combustível de hidrogênio são o calor e a água, o que as torna uma fonte de energia extremamente desejável do ponto de vista ambiental. Mas os kits de célula de combustível de hidrogênio existem atualmente apenas como carros-conceito de liberação limitada ou em miniatura para carros RC ou em experimentos científicos práticos para crianças. Alguns grandes obstáculos impedem a ampla implantação de células de combustível nas frotas de transporte do mundo, a saber, custo e rendimento líquido de energia.

A tecnologia de células de combustível para alimentar carros elétricos é atualmente mais cara do que os motores convencionais. Além disso, pode ser necessária mais energia para fazer e operar a célula do que ela pode produzir. Portanto, apesar de sua limpeza geral, a tecnologia de célula de combustível nem sempre é eficiente.

Curiosamente, os mesmos carros RC e kits de experimentos científicos disponíveis podem fornecer uma ideia de como as células de combustível futuras ganharão energia. Alguns kits de carros modelo usam painéis solares para extrair a energia necessária à eletrólise. Talvez conforme a energia solar se torne mais onipresente, o mesmo acontecerá com as células de combustível de hidrogênio.

Artigos relacionados

• Construa uma célula de combustível de hidrogênio em sua cozinha
• O combustível de hidrogênio é perigoso?
• Como funcionam os carros a hidrogênio

Fontes

• Eletrônica de Carl. "Kit para carro com célula de combustível." Acessado em 6 de agosto de 2010. http://www.electronickits.com/kit/complete/solar/fuelcell.htm
• Fuel Cells 2000. "O que é uma célula de combustível?" Acessado em 6 de agosto de 2010. http://www.fuelcells.org/basics/how.html
• Kuphaldt, Tony R. "Convencional vs. fluxo de elétrons." Aulas de circuitos elétricos. Acessado em 6 de agosto de 2010. http://www.rare-earth-magnets.com/t-conventional-vs-electron-flow.aspx
• Geografia nacional. "Kit de célula de combustível de hidrogênio." Acessado em 6 de agosto de 2010. http://shop.nationalgeographic.com/ngs/browse/productDetail.jsp?productId=1073512&code=SR50002
• Nova energia e combustível. "O combustível mais abundante do mundo." 19 de fevereiro de 2010. http://newenergyandfuel.com/http:/newenergyandfuel/com/2010/02/19/the-most-abundant-fuel-in-the-world/
• Yul Brown.org. "Quem era Yul Brown e por que você deveria se importar?" Acessado em 6 de agosto de 2010. http://www.yulbrown.org/