Mostrar código-fonte de Célula de combustível

[[Ficheiro:Toyota FCHV.jpg|thumb|250px|[[Automóvel|Automóveis]] da [[Toyota]] com célula de combustível.]]

Uma '''célula de combustível''' ou '''pilha de combustível''' é uma célula [[electroquímica]] em que são consumidos um [[agente redutor]] (combustível) e um [[agente oxidante]] (comburente), com o objetivo de gerar [[energia elétrica]]. Na célula de combustível, ao contrário das [[Bateria (química)|bateria]]s ou das [[pilha]]s, estes agentes químicos são fornecidos e consumidos continuamente.

Nas baterias e pilhas comuns os reagentes se esgotam, embora alguns casos, as reações sejam reversíveis, e estes possam ser regenerados pela aplicação periódica de uma corrente elétrica (pilhas recarregáveis).

As células de combustível têm a vantagem de serem altamente eficientes e pouco poluentes. Podem ser utilizadas como sistemas de emergência, em zonas onde não existe rede elétrica, em aparelhos portáteis e veículos. Sua desvantagem ainda é seu alto custo.

O modelo que se encontra mais desenvolvido tecnologicamente utiliza como reagentes o [[hidrogênio]] e o [[oxigênio]].

O uso do hidrogênio como combustível é polêmico em várias aplicações, já que ele não constitui uma fonte primária de energia. No entanto pode ser facilmente fabricada a partir de outras fontes de energia. Críticos do estágio atual desta [[tecnologia]] dizem que a energia necessária para "criar" o combustível em primeiro lugar pode reduzir a eficiência final do sistema ficando pior que o mais eficiente motor de [[combustão]] interna a [[gasolina]]; é verdadeiro pois o hidrogênio é gerado pela [[eletrólise]] da [[água]]. Pode ser gerado também do [[metano]], componente principal do [[gás natural]] com mais ou menos 80% de eficiência. O método de conversão do metano liberta gases para o [[meio ambiente]] portanto o método ideal será usar fonte que gere hidrogênio através da eletrólise.

Há problemas práticos a serem superados. Embora o uso de células de combustível por consumidores seja possível no futuro próximo, os projetos atuais tem que ser orientados de forma correta. Atualmente há projetos de modelos capazes de fornecer energia para dispositivos portáteis como por exemplo, os telefones celulares e ''notebooks''. Projetos atuais necessitam de abertura de ventilação e não podem ser operados dentro d'água, não podendo ser usados em aeronaves devido ao risco de vazamentos para [[atmosfera]]. Tecnologia para reabastecimento seguro das células ainda não existe, salvo testes que vêm sendo feitos com o uso de células alimentadas com o álcool [[metanol]].

== Ciência ==
[[Ficheiro:Fuel cell PT.svg|thumb|300px|Processo de transformação até uma célula de combustível.]]
Células de combustível são dispositivos eletroquímicos, e como tal não podem ser forçados a trabalhar no máximo de eficiência como as máquinas de combustão. Podem ser altamente eficientes em transformar energia química em elétrica.

Num exemplo primitivo de [[membrana eletrolítica polimérica]] (PEM) de célula de combustível a membrana é condutora de [[próton]]s e separa o ânodo do cátodo. Em cada lado há um eletrodo de lâmina de carbono revestido com um [[catalisador]] de [[platina]].

No lado do ânodo, o hidrogênio flui para o catalisador onde é dissociado em prótons e elétrons. Os prótons são conduzidos através da membrana para o cátodo e os elétrons são forçados a percorrer um circuito externo (fornecendo força) porque a membrana é isolada eletronicamente. No catodo as moléculas de oxigênio reagem com os elétrons (que chegam pelo circuito externo) para formar água. Neste exemplo o único produto a se perder é o vapor d'água, resíduo inofensivo.

=== História ===
[[Ficheiro:Fuel cell NASA p48600ac.jpg|thumb|200px|Célula de combustível utilizada na [[NASA]].]]
A primeira célula de combustível foi desenvolvida no [[século XIX]] em 1839 por [[Sir William Grove]]. Um esboço foi publicado em [[1843]]. Células de combustível não tiveram aplicação prática até [[1960]], quando então passaram a ser usadas no programa espacial americano para produzir eletricidade e água potável (hidrogênio e oxigênio fornecidos de tanques da aeronave), processo extremamente caro porque as células exigem hidrogênio e oxigênio puríssimos.

As células rapidamente adquiriam altas temperaturas ao entrar em funcionamento, o que era um problema em muitas atividades. Mais adiante avanços tecnológicos em [[1980]] e [[1990]] com o uso do ''[[Nafion]]'' como eletrólito e a redução na quantidade do caríssimo catalisador de platina tornou-se possível o uso das células por parte de consumidores do automobilismo por exemplo. Na atual fase de pesquisas a [[Casio]] pretende lançar uma célula de combustível DMFC para notebooks a ser alimentada com o álcool [[metanol]], em substituição às baterias de [[lítio]] de uso de três horas para 20 horas com o álcool que após esgotado seria trocado o cartucho vazio por outro cheio. Por outro lado a MTI Micro pretende lançar um carregador de baterias movido a célula de combustível.

== Ver também ==
{{correlatos
 |commonscat=Fuel cells
}}
* [[Li-ion]]
* [[NiCd]]
* [[NiMH]]

== Ligações externas ==
* {{Link|pt|2=http://www.portal-energia.com/celulas-de-combustivel-vantagens-e-desvantagens/ |3=Vantagens e desvantagens das células de combustível}}
* {{Link|pt|2=http://www.electrocell.com.br/ |3=Electrocell - Fabricante Brasileira de célula a combustível, equipamentos para teste, componentes e stacks}}
* {{Link|pt|2=http://www.stefanelli.eng.br/energia-eletrica-hidrogenio/ |3=Animação da engenharia do funcionamento de uma Célula a Combustível}}
* [http://bestcars.uol.com.br/artigos/celula-1.htm Best Cars Web Site. Tecnologia: Combustível do futuro]

{{Célula electroquímica}} 

{{DEFAULTSORT:Celula Combustivel}}
[[Categoria:Engenharia elétrica]]
[[Categoria:Eletroquímica]]
[[Categoria:Tecnologias automotivas]]