Célula de Hidrogênio – Conheça o combustível do futuro!

A célula de hidrogênio sempre esteve presente nas conversas sobre energias renováveis e transição ecológica. Como a mobilidade limpa é essencial para que essa transição ocorra, a bateria movida por combustível de hidrogênio pode ser fundamental em carros com emissão zero, bem como em outros setores.

O hidrogênio é o combustível do futuro? Como a célula de hidrogênio funciona? Contamos tudo o que você precisa saber sobre o assunto nesse texto. Leia com a gente!

O que é uma célula de hidrogênio?

Uma célula de hidrogênio é um dispositivo eletroquímico que converte a energia química do combustível que armazena (hidrogênio) em energia elétrica. Portanto, ele pode ser usado para alimentar qualquer aparelho deste tipo.

A aplicação mais difundida atualmente é para alimentar o motor de um carro elétrico, embora não seja a única. Enquanto a célula tiver combustível, pode fornecer energia e, quando estiver vazia, pode ser recarregada.

Quais são as partes de uma célula de hidrogênio?

Uma bateria de hidrogênio tem 4 partes básicas:

• O ânodo: ou polo negativo da célula, que conduz os elétrons liberados do hidrogênio para que possam ser utilizados pelo circuito elétrico externo;
• O cátodo: ou polo positivo da bateria. Ele distribui o oxigênio para a superfície do catalisador e conduz os elétrons de volta, onde eles podem se recombinar;
• O eletrólito: feito de um material tratado que conduz apenas íons carregados positivamente, bloqueando os elétrons;
• O catalisador: um material especial que facilita a reação do oxigênio e do hidrogênio necessários para gerar eletricidade. Normalmente, é feito de uma camada muito fina de nanopartículas de platina em papel carbono ou tecido.

Como funciona uma célula de hidrogênio?

O hidrogênio pressurizado (H2) entra na célula através do ânodo, forçando esse gás através do catalisador por pressão. Quando a molécula de H2 entra em contato com a platina do catalisador, ela se divide em 2 íons (H+) e 2 elétrons.

Os elétrons são conduzidos através do ânodo para chegar ao circuito externo. Lá, eles realizam os trabalhos necessários (como alimentar um motor elétrico) e retornam à célula pelo cátodo.

No cátodo, o oxigênio (O2) passa pelo catalisador e forma 2 átomos de oxigênio altamente carregados negativamente. Isso atrai os íons de antes (H +) e eles se combinam com 2 elétrons que voltam do circuito externo. Juntos, eles formam uma molécula de água (H2O).

Quais são as vantagens de uma bateria de hidrogênio em comparação com outras fontes de energia?

Algumas das razões pelas quais uma célula de hidrogênio é superior a outras opções são:

• Não produz emissões prejudiciais: o hidrogênio mais o oxigênio geram eletricidade e, depois, vapor d’água, uma emissão totalmente inofensiva;
• É mais eficiente do que os motores de combustão: a célula de hidrogênio não apenas não polui, como também transforma energia química em energia elétrica de forma mais eficiente. O motor de combustão deve converter a energia química do combustível em calor e esta em energia mecânica que move o motor. Isso produz o chamado “gargalo térmico”, que é evitado pela conversão direta de energia feita pela bateria movida por combustível de hidrogênio;
• A célula de hidrogênio não possui partes móveis: isso a torna muito mais confiável do que um motor de combustão, que é feito de muitas peças que podem quebrar;
• O hidrogênio pode ser produzido de uma maneira muito mais ecológica do que os combustíveis fósseis. Isso contribui para torná-lo uma alternativa muito mais verde.

Quais são as desvantagens da bateria de hidrogênio?

Como tudo, a célula de hidrogênio apresenta uma série de desafios que, por enquanto, impedem a mesma de ser muito difundida:

• É caro: embora o hidrogênio seja muito abundante, torná-lo útil na forma de bateria ainda não é econômico;
• É inflamável: portanto, a segurança da célula de hidrogênio continua sendo uma preocupação;
• É difícil armazenar e transportar: ao contrário de outros combustíveis, como o carvão, é extremamente simples e pode ser feito de quase todas as formas.

Como esse hidrogênio é produzido?

O hidrogênio (H) pode ser produzido de forma limpa a partir da água (H2O), porém esse processo requer muita energia.

Por isso, no momento, o procedimento mais econômico é extrair hidrogênio do carvão ou do gás natural. Portanto, muito do hidrogênio produzido vem desses combustíveis fósseis.

Porém, o custo de produção de hidrogênio a partir da água, de forma totalmente limpa, continua caindo.

A célula de hidrogênio é o combustível do futuro ou uma promessa eterna?

No momento, é verdade que o hidrogênio não está tendo um uso massivo. A célula de hidrogênio tem desafios, devido ao seu custo e aos materiais muito valiosos nela utilizados, como a platina.

Porém, algumas tecnologias estão substituindo essa platina e a verdade é que o mercado de baterias de hidrogênio não para de crescer.  Se conseguirmos superar os desafios que vimos, o hidrogênio pode ser uma excelente opção para um mundo muito mais limpo.