Kit de hidrogênio e energia solar

Neste post eu vou fazer um unboxing de um kit de hidrogênio e energia solar. Este kit serve para fazer experiências com energia solar e uma célula a combustível de hidrogênio.

Materiais

Aqui estão os materiais do kit. O bloco azul é uma célula de hidrogênio, as peças grandes e brancas são suportes e a caixa branca com fios é para 2 pilhas AA.

Também tem um CD com as instruções.

Seguindo o manual de instruções

Eu vou montar o kit seguindo manual de instruções em papel. A célula montada no suporte.

Coloquei mangueiras de borracha cortadas e pinos na célula para injetar água.

Cilindros de plásticos no suporte.

É preciso usar água destilada para colocar na célula.

Colocando água destilada nos cilindros e na célula de hidrogênio.

São necessárias duas mangueiras de tamanhos iguais.

O módulo montado.

O próximo passo é alimentar o kit de hidrogênio e energia solar com uma tensão elétrica, pode-se usar o painel solar ou pilhas. Mas como não havia Sol no horário em que montei, utilizei 2 pilhas AA recarregáveis em série. Para saber como funcionam os painéis solares clique neste botão.

Painel Solar (Parte 1)Clique aqui

Este é o vídeo mostrando o abastecimento da célula de hidrogênio e depois esta mesma célula alimentando um motor DC.

Como funciona a célula a combustível de hidrogênio?

Agora vou explicar como funciona a célula do kit de hidrogênio e energia solar. Uma célula de hidrogênio converte os gases hidrogênio e oxigênio em energia elétrica por meio da reação conhecida como eletrólise. A célula contém eletrodos de cátodo e anodo, que possuem canais para a passagem de água, oxidante e combustível não usado e têm camadas de revestimento protetor.

Pode-se formar uma pilha de células.

Entre os eletrodos tem uma membrana eletrolítica polimérica que tem a função de transferir prótons de um lado para outro. O eletrólito pode ser um polímero com H_{3}O^+, ácido fosfórico (H_{3}PO_{3}), carbonato fundido (CO_{3}^{2-}) ou zircônia (ZrO_{2}). Cada material tem suas vantagens, desvantagens e aplicações. A membrana deste kit é feito de polímero pois a temperatura de operação vai de 20°C a 120ºC, outros materiais exigem temperaturas maiores.

Quando estava alimentando a célula com pilhas na primeira parte do vídeo, estava fazendo esta reação química.

2H_{2}O\rightarrow 4H^+ + 2O^{2-}

4H^+ + 4e^- \rightarrow 2H_{2}

2O^{2-}\rightarrow O_{2} + 4e^-

2H_{2}O\rightarrow 2H_{2} + O_{2}

As bolhas que iam para os recipientes eram de gases hidrogênio e oxigênio.

Quando alimentei o motor com a célula, eu fiz o caminho inverso, transformei os gases hidrogênio e oxigênio em água e energia elétrica para ligar o motor.