Pilă de combustie

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare
Schema simplificată a unei pile de combustie pe bază de hidrogen

Pila de combustie este un sistem electrochimic care convertește energia chimică în energie electrică.

Combustibilul (sursa de energie) este situat la anod, iar la catod se află oxidantul.

Spre deosebire de baterie, care este un sistem închis, pila consumă combustibilul de la anod prin oxidare electrochimică generând curent electric continuu de joasă tensiune.

Avantajele utilizării sistemelor energetice pe bază de pile de combustie sunt:

  • produc curent electric continuu la tensiuni scăzute și intensități medii;
  • nu produc poluarea mediului ambiant;
  • funcționează fără vibrații sau zgomote, neavînd elemente în mișcare etc.

Pentru a asigura desfășurarea acestui proces, este indispensabilă realizarea unui element conținând un anod, un catod și un electrolit care poate fi alimentat direct cu un combustibil, și cu aer. Oxigenul necesar arderii combustibilului este ionizat la catod. Ionii migrează apoi în electrolit pentru a ajunge la anod unde se produce oxidarea combustibilului.

Procesele cinetice ireversibile asociate unei pile de combustie constau într-o serie de reacții de oxido-reducere. Un combustibil A (hidrogen) este transportat la anodul poros unde este absorbit pe suprafața acestuia, apoi disociat în ioni și electroni într-un proces de oxidare. După aceea, are loc migrarea electronilor de la anod și eliberarea gazulul ionic la suprafața anodului. În electrolit se asigură transportul ionilor combustibilului A de la anod la catod. La catod, se întâlnesc ionii (veniți prin electrolit), electronii (veniți prin circuitul electric exterior) și oxidantul B. Are loc reacția de reducere, rezultând un produs de reacție care trebuie eliminat. Pila de combustie se compune deci, din trei elemente: electrolit, electrozi și reactanți.

În timpul funcționării, electrozii nu suferă nicio modificare structurală, ei servind doar ca suport pentru reacție. La anod are loc oxidarea catalitică a hidrogenului atomic, iar la catod reducerea catalitică a oxigenului atomic. Fenomenul de oxidare și reducere catalitică are loc în regim trifazic (gaz—lichid—solid) la suprafața catalizatorului conform reacției globale:

H2 + 1/2 O2 → H2O


Vezi și[modificare | modificare sursă]

Bibliografie[modificare | modificare sursă]

  • I. Ștefănescu ș.a. Pile de combustibil - între teorie și practică, Editura Conphys, Rm. Vâlcea, 2010
  • Gabriel L. Pavel Modelarea pilelor de combustie de tip PEMFC 2009
  • D. Constantinescu, D.I. Văireanu, Tehnologia proceselor electrochimice Printech București, 2000
  • S. Muscalu, V. Platon, Pile de combustie, Editura Tehnică, București 1989
  • I. G. Murgulescu, O. M. Radovici Introducere în chimia fizică, vol IV, "Electrochimia" Editura Academiei, București, 1986, p. 54-55

Legături externe[modificare | modificare sursă]