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Olá, nesta aula vamos olhar para tipos de células de combustível. (Consulte O Tempo De Deslizamento: 00:21) Os objetivos de aprendizagem para esta classe são triefold primeiro olhamos para o que são os diferentes tipos de células de combustível então também veremos o que os diferencia uns dos outros. Porque como uma tecnologia parece que é a mesma coisa, mas há aspectos específicos pelos quais uma célula a combustível ou um tipo de célula de combustível difere da outra e por isso tentaremos olhar para isso em algum nível de detalhe. E vamos fechar também olhando para o que há lá você sabe relativas vantagens e desvantagens. É claro que, à medida que vamos passando pelo material nesta aula veremos muito mais detalhes sobre cada tipo de célula de combustível. Mas esse é o amplo conjunto de objetivos que eu gostaria de você saber realizar à medida que passarmos por essa turma. (Consulte O Tempo De Deslizamento: 01:06) Então, na tela você vê um esboço de uma célula de combustível ou um esquema de uma célula de combustível e assim como você amplamente sabe que existe no final do dia há uma carga externa que você está tentando dirigir. Então, isso pode ser qualquer coisa que pudesse ser um fã ou uma luz ou você sabe ligar uma casa ou poderia estar ligando um automóvel. Então, tudo isso você sabe o que quer que seja o seu uso final é todo embustado para isso você sabe a terminologia que chamamos aqui como carga externa e assim é algo que nós vamos ser algo que já estamos usando. A unidade que você vê aqui é a simplificada toda essa unidade que você vê aqui, é a simplificada você conhece um esquema da célula de combustível. Então, essa é a peça primária em todo esse circuito que você conhece aqui que é o que estamos discutindo. Então, você vê que a célula de combustível consiste em 3 partes aqui, uma é o ânodo que você vê aqui, então existe um cátodo que é essa unidade aqui que é marcada aqui, e então no centro, você tem o eletrólito. Por isso, se você olhar para as 3 partes principais de uma célula de combustível que é o ânodo, cátodo e eletrólito em princípio é o mesmo que uma bateria. Portanto, portanto, você sabe em termos de tecnologia, em termos de ciência pelo menos a célula de combustível é fundamentalmente a mesma que a de uma bateria a ciência que você conhece rege o comportamento de uma célula de combustível muitos de vocês sabem parâmetros que são de interesse em uma célula de combustível são essencialmente os mesmos do que você verá em uma bateria. A principal diferença está no fato de que os reactantes que estão sendo usados aqui ou em gases ou líquidos enquanto que, em uma bateria típica são sólidos. Então, isso é algo e vamos ver isso em, então isso é algo que é a distinção entre esses dois e também pode ser olhada em maior detalhe. Mas esse não é o foco da nossa discussão atual, mas isso é algo que devemos ter consciência. Assim, em qualquer caso, um ânodo, um eletrólito e um catodo e uso típico de uma célula de combustível envolveria ter uma várias dessas células de combustível conectadas em série ou paralelas e para que isso fosse considerado como uma pilha. Então, isso não é diferente do que você faz com a bateria. Então, se você pegar o remoto do seu você conhece televisão ou sabe vamos dizer uma calculadora ou qualquer tal você sabe ou até mesmo um brinquedo eletrônico de brinquedo você vê múltiplas células que estão presentes dentro desse brinquedo. Se você assistir com cuidado se seguir o circuito cuidadosamente você descobrirá que aquelas células estão conectadas em série em alguns casos eles estão conectados em paralelo e você pode ter uma combinação destes. Então, essa combinação simplesmente decide o que é a corrente que você pode ter no circuito e também qual é a voltagem que você pode ter no circuito. Então, essa combinação é então decidida por como você arrumou essas células em séries e paralelas e, portanto, que também decide o poder que está disponível no circuito. E o poder geralmente é um parâmetro crítico que decide se a sua carga externa vai ou não ser capaz de funcionar dado que você conectou esse suprimento de energia a ele ok. Então, essa é a ideia básica e tipicamente um anode é onde ocorre a reação de oxidação. Por isso, algumas espécies estão ficando oxidadas, tipicamente isso significa, na forma mais fundamental como você define o processo de oxidação é que um elétron é liberado da espécie ok. Então, um elétron é liberado que elétron é o que você vê aqui que se dirige para dentro deste circuito externo, certo. Então, é o que se vê aqui que o elétron foi liberado por algumas espécies no ânodo, nesta região em algum lugar no ânodo, ao longo deste ânodo. Eu estou apenas dando um local lá para que você saiba que ele se enfio com o fio. Então, que você apenas vê a relação geral de relacionamento, mas pode estar em qualquer lugar sobre esse anode essas espécies está sendo oxidado ele libera um elétron. E esse elétron é, na verdade, como veremos em pouco em um momento ele é colocado sob circunstâncias em que ele só pode passar pelo circuito externo. E isto você sabe que este fio que você vê aqui que se dirige é chamado é chamado de circuito externo porque ele leva a esse banco de carregamento externo aqui. Então, ele leva a esse banco de carregamento externo aqui e depois sai a carga externa não carrega banco a carga externa e sai da carga externa e retorna para esta unidade de célula de combustível em alguma região com no cátodo. Então, esse é o geral que você conhece processo que está acontecendo. Agora, no cátodo você tem uma reação de redução acontecendo. Então, a reação de redução é tipicamente novamente um elétron. Assim, a oxidação é a perda de elétrons e a redução seria um ganho de elétrons ok. Então, a redução ocorre no. Então, isso é para algumas espécies que estão presentes no circuito. Então, essa espécie acontece por estar no cátodo e aquele incidente que pega os elétrons e está ficando reduzido. Então, esse é o processo geral que está acontecendo neste circuito para assim falar. E, um parâmetro fundamental aqui em toda essa discussão que eu acabei de passar falei sobre o ânodo. Então, eu falei sobre essa região, falei sobre o circuito, falei sobre a carga externa, falei sobre essa parte do circuito e falei sobre o cátodo. Por isso, em toda essa discussão há uma, uma parte importante deste circuito que eu não falei em nada na maior parte e que é o eletrólito. E é muito interessante notar que na verdade em muitas dessas tecnologias o eletrólito é um fator muito decisivo, é um fator muito crucial é fator muito crítico embora não seja a parte que está gerando a corrente. Por isso, se você ver toda a descrição que eu acabei de lhe dar alguma reação acontece nos ânodos elétrons estão aparecendo no circuito externo e através desse elétron, algum trabalho está sendo feito e é isso que você está tentando realizar você sabe para executar alguma máquina ou executar algo em sua casa. Então, tudo o que está acontecendo no circuito externo e, então, finalmente, o elétron volta para o cátodo e então outra reação acontece. Por isso, em todo esse processo parece que o eletrodo não está fazendo nada eu sinto muito que apareça se o eletrólito não está fazendo nada. Mas na verdade, é uma parte muito crítica do circuito porque ele decide em qual direção os elétrons vão fluir e em qual direção e como ocorre a reação e como a reação é concluída ok. Afinal, você tem uma reação onde algum elétron é liberado, outra reação em que um elétron é ganho e um caminho para o elétron. Agora, se você não teve o eletrolítico você terá essa oxidação e redução acontecendo de maneira descontrolada e nenhuma energia virá para o circuito externo. Então, nenhuma energia vai chegar a isso você sabe a carga externa que você tem e, portanto, nada vai acontecer. Então, é exatamente como se você soubesse queimar combustível de maneira inútil ok. Então, você quer utilizar esse combustível para fazer alguma coisa e para permitir que você utilize esse combustível para fazer algo você precisa deste eletrólito porque este eletrólito então divide a reação em duas partes. Uma parte é esse elétron indo para o circuito externo e conseguir algum trabalho feito para você e outra parte é esta algumas espécies passam pelo eletrólito, chega ao cátodo e rege esse elétron de alguma maneira e depois consegue que você conheça reduzido e algumas espécies se reduzem e a reação seja concluída. Assim, na medida em que progredirmos através dessa classe, observaremos diferentes tipos de células de combustível, em particular, você descobrirá que uma maneira importante na qual essas células de combustível diferem está na escolha do eletrólito ok. Então, essa parte dessa parte eletrolítica é muito crucial na diferenciação entre diferentes tipos de células de combustível. E também então cria alguns outros aspectos das células de combustível são a da célula de combustível é então controlada por esta escolha do eletrólito e assim é algo que também olharemos. (Consulte O Slide Time: 09:05) Então, neste contexto, eu quero falar um pouco sobre condutividade iônica versus condutividade eletrônica. Então, por exemplo, em nosso último em nosso slide anterior ao qual iremos voltar, falei sobre o, vou apenas esclarecer isso um pouco. Então, falamos sobre o fluxo de elétrons. Então, agora, no circuito externo, você tem um fluxo de elétrons. Por isso, nesse caminho, você tem um fluxo de elétrons e neste caminho também você tem um fluxo de elétrons. Portanto, ou seja, em outras palavras em todo este circuito que é diferente de qualquer outra coisa que não esta parte central que é a célula a combustível, qualquer outra coisa que não seja o caminho central que é a célula a combustível está a ser referida como o circuito externo e no circuito externo, o elétron está viajando. Por isso, em outras palavras, há um caminho para a condutividade eletrônica no circuito externo Agora, claramente, a maneira como eu desenhei isso e a forma como estou explicando isso para você também significa que o elétron não pode atravessar assim. Então, esse percurso não é permitido para o elétron, tudo bem. Assim, o elétron simplesmente passa pelo circuito externo e chega ao cátodo, mas não pode passar pela ida do ânodo para o cátodo, através do eletrolítico, certo. Então, se você simplesmente tem elétrons continuamente indo de ânodo ao catodo você terá um acúmulo contínuo de carga negativa e o cátodo e acúmulo contínuo de carga positiva no ânodo. Então, que isso não acontece. Se ele continuar acontecendo e então ele simplesmente construirá o suficiente de um potencial reverso no circuito que ele irá parar o fluxo de elétrons ok. Então, ele vai tão basicamente ou é como engavetar as coisas no em uma direção e uma vez que você o tenha engavetado até algum ponto você é incapaz de empurrar as coisas para cima eles vão começar a deslizar mais rápido o mais rápido do que você empurrar para cima. Então, então você vai parar. Então, isso é basicamente o que vai acontecer, se você não completar a reação e torná-la neutra novamente. Se você completar a reação e torná-la neutra novamente você pode continuar continuando a empurrar elétrons em uma direção. Por isso, para completar a reação de em dois no processo o processo de reação para completar o processo de reação é preciso ter algumas espécies que se cruzam e conclui essa reação a espécie que atravessa através do eletrólito é tipicamente um íon, ok. Então, o íon passa pelo elétron eletrolítico vai para o circuito externo. Então, o eletrólito tem condutividade iônica enquanto que, os fios que estão lá no circuito externo têm condutividade eletrônica ok. Então, você tem conectividade eletrônica no circuito externo, mas tem condutividade iônica no eletrolítico. É muito importante saber que você sabe quando você mede a condutividade existem vários instrumentos que são usados para medir a condutividade, às vezes você vai obter um valor de uma condutividade que é a mistura de ambas essas condutividades ok porque a condutividade fundamentalmente significa que houve uma transferência de carga ok. Então, você conduziu alguma acusação. Então, isso é o que significa. Ela está apenas em parlance comum, em uso comum, supomos que são elétrons. Por isso, dizemos que algo tem alguns metais de alta condutividade têm alta condutividade é uma declaração comum que nós temos. Tipicamente queremos dizer que os metais têm alta condutividade eletrônica. Por isso, um metal típico, por exemplo, não conduzirá nenhum íon por íon, quero dizer qualquer coisa que você conheça como H mais ou um íon O2 menos oh. Por isso, íon típico como que não vai ser conduzido pelo metal, mas quando continuamos dizendo que tem alta condutividade, mas vai conduzir elétrons. Por isso, quando falamos de condutividade que é um aspecto a que devemos estar atentos, que haja a condutividade de diferentes espécies possíveis e, portanto, em uma determinada circunstância você pode ter qualquer uma dessas espécies sendo conduzida ou mais de uma espécie sendo conduzida. Por isso, há materiais em que você pode ter uma mistura tanto eletrônica quanto de condutividade iônica, você também pode ter materiais onde você tem apenas condutividade iônica você também pode ter materiais temos apenas condutividade eletrônica. Em um circuito típico que envolve uma fonte de alimentação dessa natureza onde você está tendo uma bateria ou uma célula de combustível, deseja-se apenas condutividade iônica no eletrólito e apenas a condutividade eletrônica no circuito externo. Então, essa é a coisa básica que você quer fazer. Você quer apenas eletrônico, eu me desculpe apenas iônica e apenas eletrônica; Se você tem condutividade eletrônica no lugar errado. Então, no contexto deste circuito, eu estaria me referindo à possibilidade de que você tenha transferência de elétrons também ocorrendo através do eletrólito. Se você tem transferência de elétrons também ocorrendo através do eletrólito então você tem o que é referido como um curto-circuito interno. Significa que você está fornecendo os elétrons são um caminho muito fácil de completar o circuito e eles não passam pelo circuito externo em vez disso eles simplesmente cortam através do eletrólito de ânodo para catodo, e que desperdiçam completamente a energia que está disponível no combustível ok. Então, o resumo do que eu estou tentando descrever aqui é que em um circuito típico que envolve uma fonte de energia dessa natureza existem partes do circuito que têm que ter condutividade eletrônica e outras partes que supostamente têm condutividade iônica. E é preciso ter cuidado para garantir que você saiba o material como o eletrólito ou componentes como o eletrólito não deve ter condutividade iônica. Às vezes, à medida que o material se deteriora por várias razões ele pode desenvolver condutividade eletrônica e isso é considerado ruim, ok. De várias maneiras, pode haver outros processos que podem ocorrer o que pode criar um caminho para curto-circuito interno e isso é considerado ruim e é até considerado inseguro. Então, você tem que ter cuidado com isso você tem que estar atento a isso. Por isso, como mencionei esta é uma distinção muito importante entre o que é condutividade iônica versus o que é condutividade eletrônica. E o fato de que quando você olha para um circuito há regiões que deveriam ter uma e não a outra, e se você tem uma mistura então você está fazendo então o seu dispositivo não está se apresentando, corretamente. (Consulte O Tempo De Deslizamento: 15:45) Como mencionei as células de combustível são de uma variedade de tipos ok. Então, fundamentalmente uma célula de combustível vai ter um suprimento de combustível que geralmente é na maioria dos casos o combustível padrão que as pessoas discutem no contexto de uma célula de combustível é o hidrogênio. Você pode ter outros combustíveis, mas na maioria das vezes falamos de hidrogênio como a fonte de energia ou fonte de como combustível, é usado em uma célula de combustível e tipicamente o oxidante é apenas oxigênio ou ar. Assim, no lado do ânodo da célula de combustível, você fornecerá hidrogênio, no lado catódico fornecerá ar ou oxigênio e esse é um tipo típico de setup no qual você está olhando para células de combustível. Mas você tem uma ampla gama de você sabe possibilidades relativas à forma como a célula de combustível lida com essa combinação de ar-ar e como ela opera. Como lhe disse muito interessante mesmo que você tenha o eletrólito não sendo crítico na verdade gerando qualquer poder para você eu vou mostrar agora que a gama de células de combustível que são possíveis. Diferem fundamentalmente na escolha de eletrólito que existe na célula de combustível. Então, não é tanto a diferença no ânodo ou o cátodo embora aqueles também tenham diferenças, fundamentalmente as diferenças surgem devido a uma diferença na seleção do eletrólito. Isso faz muitas outras decisões para a célula a combustível e que depois decide o que a célula de combustível pode fazer, quais são as suas vantagens, quais são as suas desvantagens quais são as suas limitações. Então, todos aqueles são decididos pela escolha de eletrólito. Então, na tabela que eu vou te mostrar, eu vou olhar para alguns tipos diferentes de células de combustível e em cada caso, a diferença primária é o eletrólito. Então, no lado esquerdo da sua mesa que você vê aqui, você vê diferentes tipos de células de combustível, aquela que está bem no topo é o que é chamado de eletrólito de polímero uma célula de combustível ou uma célula de combustível de membrana de troca de prótons, uma célula de combustível PEM que é uma célula de combustível de membrana de troca de prótons. À medida que você vai do topo da tabela para o fundo da mesa os eletrólitos se mantêm mudando e uma característica importante que muda como resultado dessa mudança do eletrólito é a temperatura de funcionamento da célula de combustível que é o que você vê aqui ok. Assim, a temperatura de funcionamento da célula de combustível muda à medida que você altera o eletrólito e este é um parâmetro importante que está sendo alterado por causa da seleção do eletrólito. Ele também, então, impacta outros parâmetros da célula de combustível como os catalisadores que estão sendo usados e também qual tipo de combustível pode ser usado na célula de combustível que você verá nesta tecnologia. Que para diferentes tipos de células de combustível existem substâncias químicas particulares que podem estar presentes no seu riacho reactante o reactante poderia estar na via aérea ou o lado do combustível ambos são reactantes embora o combustível seja o oxidante e eu quero dizer. Então, combustível é o combustível e o oxigênio é o oxidante. Então, você tem aquelas duas combinações do que você está enviando para a célula de combustível e elas geralmente estão sendo chamadas de reactantes. Assim, ele vai virar que muitos dos reactantes baseados na fonte a partir da qual você está recebendo o reactante. Então, por exemplo, você pode obter oxigênio de alta pureza que estará vindo direto do nosso tanque ou você poderia estar apenas tomando ar o que é só você conhecer ar ambiente. Agora, se você tomar um ar ambiente você tem oxigênio, você tem nitrogênio, você terá algumas quantidades minúsculas de dióxido de carbono, talvez algumas quantidades extremamente minúsculas de você conheça outros gases, talvez haja algum outro veículo que esteja nas proximidades. Por isso, também pode estar dando a alguns que você conhece monóxido de carbono ou óxidos nitrosos de diferentes tipos. Por isso, várias coisas podem entrar na sua célula de combustível. Agora, alguns desses ingredientes no fluxo de gás podem afetar o ânodo ou afetar o cátodo ou afetar o eletrólito. E se isso afetá-los negativamente então um desses componentes vai parar de funcionar e isso vai impactar o geral você sabe o funcionamento da sua célula de combustível direito. Por isso, portanto, é muito importante entender qual parâmetro que reactante é você sabe bem para uma célula de combustível qual reactante é uma espécie de ser descrita como um veneno para a célula de combustível porque está destruindo o funcionamento da célula de combustível. Então, se você olhar para os diferentes tipos de células de combustível como eu disse você sabe que a certa na parte superior na parte superior da sua mesa é uma célula de combustível de membrana de troca de prótons. Geralmente o eletrolítico há um polimérico ele que é o eletrólito padrão que eu usei e geralmente estes operam a menos de 100 graus C. Agora, se você em breve vai observar as reações que ocorrem em uma célula de combustível, mas um dos principais produtos que você recebe de uma célula de combustível é a água. Por isso, o hidrogênio reage com o oxigênio e gera água. Por isso, se você estiver abaixo de 100 C na temperatura esta água vai ficar em forma líquida ok. Por isso, sua água líquida apenas a maneira como você teria água em um copo de eu quero dizer vidro segurando água etc. Por isso, não é em forma de vapor não é vapor então é apenas sentar em forma líquida. Então, isso pode não parecer muito,
mas basicamente nessa tecnologia, o estado da água define algumas das dificuldades operacionais que a célula de combustível pode enfrentar à medida que você opera a célula de combustível ao longo de algum tempo ok. Então, que isso é algo que você tem que estar atento muitas vezes à medida que você entende essa tecnologia cada vez mais você vai apreciar essas nuances associadas ao estado da água. Mas eu estou apenas alertando para que você saiba que esse tipo específico de célula de combustível opera abaixo de 100 graus C tipicamente e, portanto, significa que a água está agora em estado líquido. O próximo tipo de célula de combustível aqui é a célula de combustível alcalino e como você pode ver aqui ela opera entre 100 e 250 graus C. E daqui para frente aqui em baixo em baixo sobre esta mesa você tem células de combustível que estão em funcionamento progressivamente em temperaturas progressivamente mais altas e portanto, em todas essas células de combustível a água geralmente não está no estado líquido ok. Então, é em forma de vapor que você está lidando com a água a menos que a pressurize, mas basicamente, ela está sentada em um estado de vapor. Por isso, a célula de combustível alcalino é a próxima a em temperaturas ainda mais altas entre 160 e 220 graus C, você tem célula de combustível de ácido fosfórico. Então, essa é a temperatura ainda mais alta de operação. Se você for para 600 700 grau C há algo chamado como célula de combustível de carbonato de molten ou melhor. Se você selecionar o carbonato de molten como seu eletrólito a faixa de operação de temperaturas que você tem que ir para operá-lo é de 600 700 grau C. E, finalmente, você chega na célula de combustível de óxido sólido onde você está olhando para uma temperatura de operação de 1000 graus C ou mais. Agora, acabei de mencionar alguns nomes e mencionei algumas temperaturas. Então, é de interesse entender por que esses nomes resultam nessas temperaturas. Então, a primeira coisa são os nomes que eu citei para você que seja ele proton troca membrana de combustível ou célula de combustível alcalino ou uma célula de combustível de ácido fosfórico ou células de combustível de carbonato de molten ou células de combustível de óxido sólido todas essas células de combustível o nome se refere ao material que foi selecionado como eletrólito ok. Assim, em uma célula de combustível de membrana do polímero eletrolítico, é um eletrólito polímero, eletrólito à base de polímero, uma célula de combustível alcalino utiliza o tipo de material de OH íons KOH como o eletrólito. Você tem ácido fosfórico é usado em uma célula de combustível de ácido fosfórico, íons carbonatos em forma de carbonatos de molten estão sendo usados como eletrólitos em células de combustível de carbonato de molten e, finalmente, em células de combustível de óxido sólido, você tem materiais de cerâmica que possuem óxidos. Por isso, Yttrium estabilizou a zircônia que vamos ver que Yttria estabilizada zirconia etcetera são usadas como eletrólito. Então, essas 4 células de combustível de 5 que eu mostrei aqui diferem no material que foi usado como eletrólito e que também define o nome da célula de combustível. Bem, isso leva você para a próxima pergunta ok. Então, o quê? Então, você selecionou um eletrólito diferente. Por que você deve fazer a diferença para a temperatura de operação? Como eu disse para completar o circuito você tem que ter íons viajando pelo eletrólito direito. Então, você tem elétrons viajando pelo circuito externo e tem íons viajando através do eletrólito. Agora, quando você desenha corrente do circuito quando desenha corrente que é efetivamente a taxa na qual você está desenhando elétrons do circuito ok. Então, você tem alguma carga, você está colocando alguma carga lá e vamos dizer que é um circuito de 5 amp ou algo do tipo que você sabe vamos dizer que geralmente não sorteamos 5 amps apesar de ser um circuito de 5 amp estamos desenhando muito menos do que isso. Então, em qualquer caso, vamos supor que você está desenhando meio amp. Por isso, em meio a um amp você pode calcular quantos coulombs por segundo ele é e, portanto, quantos elétrons por segundo ele é ok. Assim, uma vez que você descobre quantos elétrons por segundo são necessários para lidar com aquela metade de um amp. Então, a reação tem que ocorrer a essa taxa ok. Por isso, em outras palavras, os elétrons têm que ser gerados no ânodo e introduzidos no circuito externo a essa taxa, os elétrons têm que chegar ao cátodo e a mesma taxa e os elétrons têm que ser consumidos no cátodo na mesma taxa só então você não tem um acúmulo de elétrons, só então você tem um fluxo contínuo de elétrons. Agora, eu só falei sobre uma liberação de do ânodo viajando pelo circuito externo chegada no cátodo. Os íons também têm que cruzar do ânodo para o cátodo ou cátodo para o ânodo dependendo do tipo de íon que veremos em breve, na mesma taxa para garantir que o circuito esteja sempre concluído. Se eles não cruzarem ao mesmo ritmo você terá um acúmulo de carga significa que não bastam íons suficientes para completar a reação. Então, os elétrons só chegam lá e eles estão esperando os íons. Os poucos que têm por vir completaram a reação o resto deles estão apenas sentados esperando os íons para vir. Se eles se sentam e esperam eles estão se construindo-cobram se constroem cobrando que parem mais corrente no circuito. Por isso, é importante que os íons também se movem pelo circuito a uma taxa aceitável. Na verdade, na mesma taxa, só que você sabe olhando para a carga do íon. Quer dizer depois de você ter fator na carga do íon tem mais dois a mesma taxa. Então, se for um íon de 2 menos você pode ter a metade do que muitos íons se deslocam enquanto você tem elétrons movendo o circuito externo para que as cargas sejam balanceadas. Mas o ponto é que eles têm que se deslocar. Agora, verifica-se que na maioria desses materiais que têm algum íon sendo conduzido a taxa na qual você pode mover o íon através desse material é dependente da temperatura. Em outras palavras, a condutividade a condutividade iônica da maioria dos eletrólitos, a condutividade iônica da maioria dos eletrólitos é dependente da temperatura a sua temperatura-dependente. E tipicamente significa, geralmente é visto que se você elevar a temperatura do eletrólito então a condutividade iônica melhora ok então de fato, desta maneira neste contexto este é muito diferente da condutividade eletrônica. Se você pegar qualquer fio, qualquer condutor metálico que esteja conduzindo elétrons se você elevar a temperatura desse material ele tipicamente aumentará em resistência porque aumenta o número de você sabe colisões que o elétron vai enfrentar enquanto ele tenta se mover através de seu condutor e, portanto, ele diminui o elétron. Assim, tipicamente isso é visto sob a forma de maior resistência ao fluxo de elétrons no circuito externo. Então, isso é o que você vai ver quando tiver qualquer condutor metálico. Em todos os condutores iônicos, é o oposto. Em condutores iônicos, o caminho do para a condutividade iônica é tal que e o processo é tal que se você aumentar a temperatura ele acontece mais rápido. Então, você tem melhor condutividade mais rápido para esses íons como em temperaturas mais altas. Então, essa é a razão pela qual a escolha do eletrólito afeta a temperatura na qual você está operando. A escolha do eletrólito afeta a temperatura na qual você está operando porque somente a essa temperatura este material pode realizar íons a uma taxa apreciável. Então, você pode pegar uma célula de combustível de óxido sólido e tentar operá-la em temperatura ambiente. Por isso, os reactantes são os mesmos que você vai enviar o mesmo reactante no ânodo e o reator correspondente no cátodo. Por isso, os reactantes não são diferentes eles são os mesmos independentes da temperatura de operação para uma célula de combustível de óxido sólido. Mas na temperatura do quarto, a condutividade ou a condutividade iônica do eletrólito de óxido sólido será tão baixa que com tantas ordens de magnitude baixa poderia ser como se você soubesse 6 7 ordens de grandeza inferior ao que está disponível no circuito externo que não é possível desenhar qualquer corrente apreciável a partir dele; Mesmo estando enviando reactantes suficientes no lado do ânodo e reactantes suficientes no lado catódico.
E à medida que você eleva a temperatura das células de combustível de óxido sólido gradativamente correspondentemente a condutividade iônica sobe e quando você chega a cerca de 1000 grau C de operação você tem condutividade iônica suficiente que ele combina com o que for necessário no circuito e, portanto, você pode desenhar corrente apreciável. Assim, pode-se observar que a escolha do eletrólito impacta diretamente a temperatura na qual a célula de combustível pode operar principalmente porque impacta a condutividade a condutividade iônica desse eletrolítico em função da temperatura. (Consulte O Slide Time: 28:49) Na tabela que você vê aqui para as várias células de combustível você neste ponto, eu só coloco as abreviações aqui embaixo, mas elas correspondem diretamente aos tipos de células de combustível que vimos anteriormente. Você pode ver aqui que reação acontece no ânodo ou o que os reactantes chegam ao ânodo ou o que são possíveis reactantes que podem ser usados no ânodo, qual é o íon que se passa no eletrolítico e quais são os possíveis reactantes que estão disponíveis para você no cátodo. Assim, se você observar a célula de combustível PEM ou a célula de combustível de ácido fosfórico do PAFC são todas as células de combustível onde o íon que está sendo transferido através é o próton. H mais íon, H mais o íon é um próton e é esse o íon que está sendo transferido através para habilitar isso e assim a condutividade do eletrólito é o eletrólito conduz prótons. É chamado de condutor de prótons e é por isso que às vezes eles chamam de próton troca de célula de combustível de membrana ok. Então, esse é um próton que é o íon H mais. E o reactante que chega ao ânodo é H2 e no cátodo o reactante que chega é O2, e a reação uma vez que ele é completo você tem água de produto que está sendo ejetada do circuito da célula de combustível no lado catódico. Então, isso é o que acontece qualquer em uma célula de combustível de PEM ou uma célula de combustível de membrana de troca de prótons. Se você for para a célula de combustível alcalino como o nome sugere é um íon de OH menos que está envolvido no processo de completar a reação e é o íon that viaja através do eletrólito ok. Então, um íon de OH menos está envolvido aqui. Então, você pode ver h