DIVULGAÇÃO
INTRODUÇÃOUm novo conceito tecnológico de geração de energia surgiu nos últimos anos. As palavras "Células a Combustível" (no Brasil também chamadas de Células de Energia), começam a ser pronunciadas com uma maior freqüência, embora esta tecnologia ainda não esteja bem estabelecida e tampouco já tenha um mercado garantido. Para o leigo, estas células estão relacionadas com eletroquímica e servem para produzir eletricidade de uma maneira mais ecológica e eficiente, praticamente sem emissão de qualquer substância tóxica. Porém, o conceito de células a combustível é bem mais abrangente. Este trabalho representa uma revisão atualizada do artigo "Brennstoffzellentechnik", de H. Wendt e M. Götz, publicado na revista Chemie in unserer Zeit 31(1997) 301-309, e visa, não só introduzir e esclarecer os interessados neste assunto, como também comentar o estado da arte desta tecnologia e sua importância no cenário de energias alternativas. Outro objetivo não menos importante é apresentar um breve panorama desta tecnologia no Brasil.
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO E TIPOS DE CÉLULAS A COMBUSTÍVELComo é mostrado no esquema simplificado da Figura 1, células a combustível são, em princípio, baterias de funcionamento contínuo, que produzem corrente contínua pela combustão eletroquímica a frio de um combustível gasoso, geralmente hidrogênio 1 . Assim, hidrogênio é oxidado a prótons num eletrodo de difusão gasosa, liberando elétrons, segundo a reação:No eletrodo oposto, também de difusão gasosa, considerando-se as células a membrana trocadora de prótons (meio áci-do), tem-se a reação:A reação global, que é acompanhada de liberação de calor, pode ser escrita da seguinte forma:wendt@hrz1.hrz.tu-darmstadt.de mlinardi@net.ipen.brEletrodos de difusão gasosa são condutores eletrônicos permeáveis aos gases reagentes e são separados um do outro por um eletrólito (condutor iônico), de um modo que os gases não se misturem. O eletrólito pode ser um líquido, um polímero condutor de cátions, saturado com um líquido, ou um sólido (óxido de zircônio). Obtêm-se potenciais de trabalho de célula para o sistema hidrogênio / oxigênio entre 0,5 e 0,7 V. Potenciais de circuito aberto ficam entre 1,1 e 1,2 V. Devido à sua alta reatividade, hidrogênio é, hoje em dia, a escolha mais apropriada para o combustível. Geralmente, classificam-se os vári-os tipos de células a combustível pelo tipo de eletrólito utilizado e pela temperatura de operação.Na Tabela 1 estão representados os diferentes tipos de célu-las a combustível, bem como suas características principais. Atualmente, as células do tipo alcalina AFC (Alkaline Fuel Cell) têm um papel importante somente em viagens espaciais, não apresentando aplicação terrestre, devido ao fato de utilizarem somente hidrogênio e oxigênio ultra puros. Além disso, funcionam a uma baixa temperatura de operação e necessitam de um processo relativamente complicado para a remoção da água do eletrólito. Entretanto, este tipo de células foi o precursor das células mais modernas.
