Célula de combustível
# Célula de combustível

Célula de combustível é uma célula eletroquímica que converte energia potencial de um combustível em eletricidade através de uma reação eletroquímica de eletrólise reversa. Como qualquer célula eletroquímica, uma célula de combustível consiste em dois elétrodos polarizados, o ânodo (-) e o cátodo (+), e um eletrólito. Dois componentes são essenciais: o hidrogénio, como combustível, e o oxigénio como oxidante.
Em princípio, as células de combustível não são poluentes, visto que tem água com o produto da reação.

## Funcionamento

Em termos gerais, a célula de combustível funciona como uma gerador de corrente elétrica. A corrente gerada faz funcionar os mais diversos dispositivos (lâmpadas, motores, eletrodomésticos, como exemplos) e depois retorna ao gerador, completando o que se chama de circuito elétrico. O seu princípio de funcionamento (eletrólise reversa) consiste em utilizar a energia gerada pela reação de hidrogénio com oxigénio, tendo água como produto. O hidrogénio é alimentado no ânodo onde é decomposto quimicamente por um catalisador em protões, com carga positiva, e eletrões com carga negativa. Os eletrões são injetados na corrente elétrica (a parte útil do sistema), e os protões migram através do eletrólito até ao cátodo. Aí, os protões combinam-se cataliticamente com o oxigénio vindo do ar e os eletrões retornados pela corrente elétrica.
| Funcionamento. | Vista em corte de um automóvel com célula de combustível. |

## Tipos

Existem vários tipos de células de combustíveis, geralmente classificados pela temperatura de operação.
* Temperaturas abaixo de 250 ºC:
** Alcalinas (A)
** Ácido fosfórico (PA)
** Membrana de troca de protões (PEM)
* Temperaturas acima de 600 ºC:
** Carbonatos Fundidos (MC)
** Óxidos Sólidos (SO)
| Célula de combustível de metanol direto utilizada na NASA. | Vídeo: funcionamento de uma célula de combustível microbiana. | Célula de combustível de água de Stan Meyer. |

## História

A primeira célula de combustível foi desenvolvida no século XIX em 1838 por William Robert Grove. Um esboço foi publicado em 1842 pelo mesmo cientista. As células de combustível só tiveram aplicações práticas a partir da década de 1960, quando Thomas Grubb e Leonard Niedrach, da companhia General Electric, tiveram sucesso no desenvolvimento de uma célula PEM . Apesar da sua portabilidade, não era viável economicamente, dado uso de platina como catalisador. A partir de 1965 a NASA passou a empregar células de combustível, que foram usadas nas espaçonaves do Programa Apollo e no Ônibus espacial.
A primeira célula de combustível a hidrogênio para o ramo automóvel foi desenvolvida em 1991 por Roger Billings. Estudos na década de 2020, indicam que as células de combustível podem ser abastecidas com etanol (álcool combustível) utilizando o hidrogênio contido neste.
Veículos elétricos alimentados por baterias apresentam os inconvenientes da demora para recarga e baixa autonomia. Nestes veículos, a substituição das baterias por células de combustível proporciona a redução do tempo de recarga/reabastecimento e aumenta a autonomia.

## Imagens

Veículos equipados com células de combustível: :
| Automóvel: | Submarino: | Avião elétrico: | Bonde: |
| Protótipo Toyota FCHV | Submarino Tipo 212 | HY4 | Bonde de Oranjestad |