Célula de combustível

o que é uma pilha de combustível num veículo?

A pilha de combustível é um dispositivo electroquímico no qual o hidrogénio e o oxigénio reagem para gerar electricidade. É semelhante a uma bateria eléctrica convencional, mas a substância que funciona como ânodo e cátodo não está localizada no interior da bateria, mas é alimentada a partir do exterior.

como é que as pilhas de combustível geram electricidade?

O processo começa quando o gás hidrogénio se dissocia para dar origem a dois átomos de hidrogénio. Estes átomos cedem o seu único electrão e o protão passa através de uma membrana de polímero poroso. O hidrogénio reage com o oxigénio e essa energia é utilizada para accionar o veículo.

como funciona um carro a hidrogénio?

Num carro a pilha de combustível, a electricidade é gerada à medida que o carro precisa dela. Em vez de armazenar a energia em bateriasem vez de armazenar a energia em baterias, utiliza uma célula de combustível. Nos automóveis a hidrogénio, o hidrogénio é processado para produzir electricidade a pedido.

O hidrogénio pressurizado é armazenado e canalizado para a célula de combustível, onde é adicionado oxigénio do ar ambiente para produzir electricidade e água.

A electricidade gerada na célula de combustível é introduzida numa bateria, que é responsável pela distribuição da energia ao motor eléctrico do automóvel. 

A electricidade excedente armazenada na bateria e a energia recuperada através da travagem regenerativa são armazenadas na bateria, permitindo que os motores a pilha de combustível funcionem mesmo sem utilizar hidrogénio.

Vantagens das pilhas de combustível

As vantagens gerais das pilhas de combustível são as seguintes

• Bom desempenho com margem para melhorias.
• O seu bom desempenho permite adequar a produção à procura.
• São sistemas com uma inércia muito baixa e podem seguir instantaneamente a curva da procura.
• São de natureza modular, o que significa maior fiabilidade e custos reduzidos. As instalações podem ser construídas num curto espaço de tempo e podem ser melhoradas ou reduzidas sem alterar a sua concepção.
• As células de combustível são silenciosas, sem vibrações e requerem pouca manutenção.
• Não queimam o combustível numa chama como um motor de combustão interna.
• Não produzem partículas ou poluentes atmosféricos e os consequentes riscos para a saúde.

Tipos de baterias de combustível

Estes são os principais tipos de pilhas:

• Alcalinas (AFC)
• Ácido fosfórico (PAFC)
• Membrana de permuta de protões (PEM)
• Carbonato fundido (MCFC)
• Óxido sólido (SOFC)

As baterias alcalinas, de ácido fosfórico e de membrana de permuta de protões são classificadas como células de combustível de baixa temperatura.

As baterias de carbonato fundido e de óxido sólido são classificadas como células de combustível de alta temperatura e podem funcionar tanto com hidrogénio como com hidrocarbonetos. 

Cada bateria, independentemente do tipo, produz apenas uma pequena quantidade de energia; para atingir a escala de kW, as baterias têm de ser ligadas entre si para formar uma pilha de células de combustível.