Como a engenharia química contribui para processos mais sustentáveis?

Em virtude das intensas alterações climáticas, muitos processos vêm sendo pesquisados e novas rotas melhoradas no âmbito industrial, a fim de melhorar as práticas de fabricação e uso das mesmas, no intuito de torná-las mais sustentáveis. Tendo isso em vista, muitas técnicas estão sendo aprimoradas e desenvolvidas, é válido citar entre elas à tecnologia de carros movidos por células combustíveis, o ampliamento da produção de etanol em gerações, as técnicas de produção de hidrogênio por meio de reforma e etanol, também reutilizar subprodutos produzido pelo tratamento efluentes.

 

Células combustíveis ? O que seria isso? Com isso é utilizado em carros ?

 

Células combustíveis, por definição, são pilhas que converte a energia química presente nos reagentes químicos e transforma essa energia química em elétrica, por meio de reações físico-químicas de oxirredução. Entendendo um pouco melhor o que seria essa reações de oxirredução, elas consistem em reações de transferências de elétrons de uma entendida química, seja ela atômica ou molecular para uma outra espécie. Esse processo ocorre de forma espontânea ou induzida, conforme as potências de redução de cada componente. No caso, em pilhas e baterias, tais reações são espontâneas e os elétrons são transferidos dos componentes com menores potenciais de redução para os de maiores, conforme a tabela de potenciais -padrão de redução.

Atualmente o modelo mais famoso de célula combustível é a que utiliza hidrogênio, um gás combustível, e oxigênio. Como ambos são cases, funcionam eletrodos, enquanto houver gás a reação redox (reação de oxidação e redução) irá ocorrer. Esse processo reacional dentro da célula possui algumas etapas que ficam melhor descritas na figura 1. Sendo assim, primeiramente, em uma extremidade entra o gás hidrogênio que interagem com um eletrodo suporte, o qual é responsável por catalisar a reação de rompimento da molécula 𝐻 em átomos de hidrogênio 𝐻, possibilitando que os elétrons sejam conduzidos pelo eletrodo suporte. Na outra extremidade, há entrada de oxigênio, o qual sobre o mesmo efeito que o hidrogênio, possui suas moléculas quebradas de  𝑂2  para O, e recebem os elétrons produzidos pela quebra do hidrogênio, transformando o O em 𝑂2−. Além disso, entre os dois eletrodos suportes existe uma substância denominada eletrólito que atua como uma espécie de ponte salina, equilibrando as cargas da solução, e possibilitando a passagem do 𝐻 para o ambiente que contém 𝑂, validando a formação de água, que +2−2 é o produto forma e que sai da célula combustível.

Ademais, é conectado o motor elétrico entre os eletrodos por meio de fios que conduzem os elétrons e viabilizam a utilização do mesmo. Esse sistema se mostra promotor, em virtude da sua maior eficiência em comparação com a obtenção de energia elétrica por meio da queima de combustíveis e também por apresentarem menores danos ambientais, visto que o produto de sua reação é água, e não gases de efeito estufa que corroboram com o aquecimento global e alterações climáticas. Cabe ainda adicionar que muitas dessas células estão sendo implementadas em carros elétricos e híbridos, em virtude de sua eficiência e sustentabilidade.

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