Electroquimica

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Pilha de Combustível |
Electroquímica e Materiais |
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Ana Rita Sousa 7639Cândida Ferreira 7627Tânia Sousa 7611 |
17 de Junho de 2010 |
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Escola Superior de Tecnologia e Gestão


Índice

Introdução 3
Procedimento Experimental6
Tratamento de Dados e Análise de Resultados 7
Conclusão 13
Bibliografia 13

Introdução

No âmbito da disciplina de Electroquímica e Materiais foi-nos solicitada a realização de umrelatório sobre a pilha de combustível. Neste relatório pretendemos demonstrar o funcionamento energético de uma pilha do tipo PEM.
O dispositivo de aprendizagem utilizado na experiência continha um painel fotovoltaico, uma eólica, um electrolisador, duas pilhas de combustível, um amperímetro e um voltímetro. Utilizando este “Kit”, teremos que ver a eólica girar, devido à luz solar e à electróliseda água.

A Pilha de Combustível assemelha-se a uma bateria. Gera electricidade combinando hidrogénio e oxigénio através de um processo electroquímico sem ocorrência de combustão.
A diferença entre uma pilha de combustível e uma bateria é que a pilha não se esgota nem requer uma recarga. As pilhas de combustível produzem energia sob a forma de electricidade e calor, a partir do momento emque são alimentadas com hidrogénio e oxigénio, o único subproduto que se forma é a água.
O oxigénio necessário para as pilhas de combustível é muitas vezes obtido a partir do ar. No que respeita ao combustível, ela requer um gás rico em hidrogénio, no entanto, algumas pilhas de combustível funcionam a gás natural, biogás, metanol, propanol, etc. O uso destes combustíveis obriga muitas vezes a umpré-tratamento que leva à obtenção de hidrogénio puro que irá alimentar a pilha.
O hidrogénio permite através de pilhas de combustível, produzir electricidade e voltar a vapor de água, eliminado a emissão de gases de efeito de estufa para a atmosfera. A grande vantagem é que o hidrogénio é uma energia abundante no planeta, principalmente na forma de água. No entanto, o maior problema para autilização do hidrogénio é o facto deste nunca se encontrar isolado na natureza.
Numa célula de combustível, durante o processo de conversão da energia química do combustível em energia eléctrica, liberta-se calor, o que implica que uma parte da energia química não é convertida em electricidade e portanto o processo não tem um rendimento de 100%.
As pilhas de combustível dos tipos PEM e PAFCagrupam-se na categoria de baixa temperatura de funcionamento. As pilhas de combustível de baixa temperatura de funcionamento requerem um processamento do combustível mais complexo pois só podem funcionar com hidrogénio molecular puro.

As pilhas de Combustíveis produzem energia eléctrica (DC), a partir de reacções redox (de oxidação e redução), em que o oxigénio é o agente oxidante e o hidrogénioo agente redutor.
O princípio de funcionamento das pilhas de combustível baseia-se na conversão directa de energia química (acumulada nos reagentes) em energia eléctrica, através de um processo electroquímico.



A figura seguinte representa a topologia de uma célula do tipo PEM. Nos parágrafos seguintes passa-se a explicar as reacções que ocorrem nos eléctrodos e que dão origem àcorrente eléctrica.

Fig. 1 – Esquema de uma célula simples.

O processo electroquímico processa-se basicamente em três etapas:

1. A reacção electroquímica ocorre quando o ânodo (eléctrodo negativo) de cada célula é exposto ao H2. Junto ao ânodo ocorre a oxidação do H2 com formação de dois protões (2H+) que vão atravessar o electrólito, e dois electrões que se vão deslocar no circuito...
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