Slide - Células a Combustível

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Células a combustível
São pilhas.
Células a combustível:
Geram energia utilizando um combustível, mas não por combustão.
Mais eficiente energeticamente.
Célula a combustível de Hidrogênio:
Célula a combustível de Hidrogênio:
2H+(aq) + 2 e–  H2(g) 
Eo = 0,00 V
O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e–  2 H2O(l) 
Eo = + 1,23 V
Cátodo (+):
O2(g) + 4 H+ + 4 e–  2H2O(l)
Ânodo (–):
H2(g)  2H+(aq) + 2 e–
(Redução)
(Oxidação)
ELETRODOS
CRAO
H2(g)  2H+(aq) + 2 e–
2 H2(g)  4H+(aq) + 4 e–
O2(g) + 4 H+ + 4 e–  2H2O(l)
Cátodo (+):
Ânodo (–):
(Redução)
(Oxidação)
Reação
Global
2 H2(g) + O2(g)  2 H2O(l)
x2
x4
x1
x2
Célula a combustível de Hidrogênio:
Célula a combustível de Hidrogênio:
2 H2(g)  4H+(aq) + 4 e–
O2(g) + 4 H+ + 4 e–  2H2O(l)
C(+):
Â(–):
2 H2(g) + O2(g)  H2O(l)
Diferença de potencial (d.d.p.):
E = EMaior – Emenor
Célula a combustível de Hidrogênio:
E = EMaior – Emenor
E = 1,23V
0,00
2H+(aq) + 2 e–  H2(g) 
Eo = 0,00 V
O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e–  2H2O(l) 
Eo = + 1,23 V
–
=
E
1,23
Célula a combustível de Hidrogênio:
Vantagens:
Não agride o meio-ambiente
Maior eficiência
Célula a combustível de Hidrogênio:
Combustão: 50%
Célula a combustível: 83%
VIDEOCÍCIO
Aula 04
Videocício 01
Página 57
Módulo 16 – Volume 02
Videocício 01
01. FATEC SP A indústria automobilística está desenvolvendo, para a movimentação de veículos, novas tecnologias que são mais limpas e econômicas do que as usadas atualmente com os atuais combustíveis fósseis. Uma das possibilidades é uma pilha composta por dois terminais, onde são injetados oxigênio e hidrogênio. Esses gases passam por um material poroso (níquel) para um meio rico em íons OH– que catalisam o processo a 200 oC. Abaixo, são mostradas as meia reações-padrão de redução que ocorrem na pilha e os respectivos potenciais-padrão
11
Videocício 01
2 H2O(l) + 2e–  H2(g) + 2 OH–(aq)
– 0,83V
Considerando-se essas informações, pode-se afirmar:
00. A reação global da pilha é:
2H2(g) + O2(g)  2 H2O(l) 
O2(g) + 2 H2O(l) + 4e–  4 OH–(aq)
+ 0,40V
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Videocício 01
2 H2O(l) + 2e–  H2(g) + 2 OH–(aq)
– 0,83V
O2(g) + 2 H2O(l) + 4e–  4 OH–(aq)
+ 0,40V
Cátodo (+):
O2(g) + 2H2O(l) + 4 e–  4OH–(aq)
Ânodo (–):
H2(g) + 2OH–(aq)  2H2O(l) + 2 e–
(Redução)
(Oxidação)
CRAO
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2H2(g) + 4OH–(aq)  4H2O(l) + 4 e–
H2(g) + 2OH–(aq)  2H2O(l) + 2 e–
O2(g) + 2H2O(l) + 4 e–  4OH–(aq)
Cátodo (+):
Ânodo (–):
(Redução)
(Oxidação)
Reação
Global
2 H2(g) + O2(g)  2 H2O(l)
x2
x4
x1
x2
Videocício 01
2H2O(l)
Videocício 01
2 H2O(l) + 2e–  H2(g) + 2 OH–(aq)
– 0,83V
Considerando-se essas informações, pode-se afirmar:
00. A reação global da pilha é:
2H2(g) + O2(g)  2 H2O(l) 
O2(g) + 2 H2O(l) + 4e–  4 OH–(aq)
+ 0,40V
V
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Videocício 01
2 H2O(l) + 2e–  H2(g) + 2 OH–(aq)
– 0,83V
01. O valor da ddp é de +0,43V
02. O valor da ddp é de +1,23V.
O2(g) + 2 H2O(l) + 4e–  4 OH–(aq)
+ 0,40V
E = EMaior – Emenor
E = 1,23V
(– 0,83)
–
=
E
0,40
0,83
+
V
F
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Videocício 01
03. Considerando que, durante 1 hora de operação dessa pilha, foram gerados 54g de água como subproduto, a quantidade de mols de O2(g) injetado na pilha, durante esse período, foi de 0,15.
04. Considerando que durante 1 hora de operação dessa pilha foram gerados 54g de água como subproduto, a quantidade de mols de O2(g) injetado na pilha durante esse período foi de 1,5.
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Videocício 01
2H2(g) + O2(g)  2 H2O(l) 
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Videocício 01
03. Considerando que, durante 1 hora de operação dessa pilha, foram gerados 54g de água como subproduto, a quantidade de mols de O2(g) injetado na pilha, durante esse período, foi de 0,15.
04. Considerando que durante 1 hora de operação dessa pilha foram gerados 54g de água como subproduto, a quantidade de mols de O2(g) injetado na pilha durante esse período foi de 1,5.
F
V
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Videocício 01
00. A reação global da pilha é: 2 H2(g) + O2(g)  2 H2O(l).
01. O valor da ddp é de +0,43V.
02. O valor da ddp é de +1,23V.
03. Considerando que, durante 1 hora de operação dessa pilha, foram gerados 54g de água como subproduto, a quantidade de mols de O2(g) injetado na pilha, durante esse período, foi de 0,15.
04. Considerando que durante 1 hora de operação dessa pilha foram gerados 54g de água como subproduto, a quantidade de mols de O2(g) injetado na pilha durante esse período foi de 1,5.
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