DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA CURVA DE POLARIZAÇÃO DE UMA CÉLULA A COMBUSTÍVEL TIPO PEM

DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA CURVA DE POLARIZAÇÃO DE UMA CÉLULA A COMBUSTÍVEL TIPO PEM

SANTOS, T.; LINARDI, M.; SENNA, R. M.; MOTA, H. S.

Artigo Completo:

geração de energia elétrica se apresenta como um grande desafio para a humanidade, devido ao seu enorme potencial poluidor, notadamente quando advinda de combustíveis fósseis. No mundo, em 2013, como mostrado no BEN 2016, apenas 13,5% da matriz energética compunha-se de combustíveis renováveis, sendo no Brasil 41,2%. Baseado nessas estatísticas pode-se afirmar que a produção de energia no Brasil ainda é predominante de combustíveis fósseis. Uma das alternativas que merece destaque especial é a tecnologia de células a combustível (CAC), pois são dispositivos sustentáveis e não poluentes que oxidam eletroquimicamente o combustível, em geral hidrogênio, gerando energia elétrica e calor. Pretende-se com esse trabalho, mostrar os procedimentos para ensaiar uma CAC unitária, de eletrólito sólido ETEK_HP, composto por uma membrana de náfion (PTFE), de espessura de 115 μm, sendo o eletrodo constituído por catalisador de platina, com carga de 0,4mg/cm² no ânodo, e 0,6mg/cm² no cátodo, suportados em carbono. O ponto ótimo de operação da CAC pela eficiência do MEA foi em 433 mV@1120 mA, de característica linear, e não está sujeito, significativamente, aos fenômenos de ativação e transferência de massa. Nota-se que entre 365 mV e 558 mV, a densidade foi acima de 0,45 W/cm², e consequentemente a potência da CAC acima de 11 W. O consumo de oxigênio e hidrogênio foi mais eficiente acima de 800 mV.

geração de energia elétrica se apresenta como um grande desafio para a humanidade, devido ao seu enorme potencial poluidor, notadamente quando advinda de combustíveis fósseis. No mundo, em 2013, como mostrado no BEN 2016, apenas 13,5% da matriz energética compunha-se de combustíveis renováveis, sendo no Brasil 41,2%. Baseado nessas estatísticas pode-se afirmar que a produção de energia no Brasil ainda é predominante de combustíveis fósseis. Uma das alternativas que merece destaque especial é a tecnologia de células a combustível (CAC), pois são dispositivos sustentáveis e não poluentes que oxidam eletroquimicamente o combustível, em geral hidrogênio, gerando energia elétrica e calor. Pretende-se com esse trabalho, mostrar os procedimentos para ensaiar uma CAC unitária, de eletrólito sólido ETEK_HP, composto por uma membrana de náfion (PTFE), de espessura de 115 μm, sendo o eletrodo constituído por catalisador de platina, com carga de 0,4mg/cm² no ânodo, e 0,6mg/cm² no cátodo, suportados em carbono. O ponto ótimo de operação da CAC pela eficiência do MEA foi em 433 mV@1120 mA, de característica linear, e não está sujeito, significativamente, aos fenômenos de ativação e transferência de massa. Nota-se que entre 365 mV e 558 mV, a densidade foi acima de 0,45 W/cm², e consequentemente a potência da CAC acima de 11 W. O consumo de oxigênio e hidrogênio foi mais eficiente acima de 800 mV.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeqic2017-249

Referências bibliográficas

• [1] ALDABÓ, R. Célula Combustível a Hidrogênio – Fonte de Energia da Nova Era. São Paulo: Artiber, 2004. 182p BEN - BALANÇO ENERGÉTICO NACIONAL 2016. Rio de Janeiro. Brasil.
• [2] COOK, BRIAN. Introduction to fuel Cells and hydrogen technology. Engineering Science and Education Journal, published by Elsevier. V. 11, issue 6. Dec. 2002. P. 205-216.
• [3] CUNHA, E. F. Avaliação e Aplicação de Tecnologias de Células a Combustível tipo PEMFC Desenvolvidas no IPEN em um Módulo de 500We de Potência Nominal. 2009. 135p. Tese (Doutorado em Ciências – Tecnologia Nuclear), Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, IPEN/USP, São Paulo, Brasil.
• [4] FELTRE, R. Físico Química. Editora Moderna. 6. Ed. 2004, 417p. São Paulo, Brasil.
• [5] LINARDI, M.; Introdução à Ciência e Tecnologia de Células a Combustível. São Paulo, SP, Brasil: Altiber Editora, primeira edição, 2010. 152p. ISBN: 978-85-88098-52-7
• [6] SPINACÉ, E.V., OLIVEIRA NETO, A.; LINARDI, M. Electro-oxidation of methanol and ethanol using PtRu/C electro catalysts prepared by spontaneous deposition of platinum on carbon-supported ruthenium nanoparticles. Journal of Power Sources, v. 129, issue 2, p. 121-126, 22 Apr. 2004
• [7] WENDT, H.; LINARDI, M.; ARICÓ, E. Células A Combustível de Baixa Potência Para Aplicações Estacionárias, Química. Nova, São Paulo, SP. Vol. 25, No. 3, p. 470-476, 2002.

Como citar:

SANTOS, T.; LINARDI, M.; SENNA, R. M.; Henrique Senna Mota; "DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA CURVA DE POLARIZAÇÃO DE UMA CÉLULA A COMBUSTÍVEL TIPO PEM", p-1381-1389. In: Anais do XII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica [=Blucher Chemical Engineering Proceedings, v. 1, n.4]. ISSN Impresso: 2446-8711. São Paulo: Blucher, 2017.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeqic2017-249