Células a combustível são dispositivos eletroquímicos que convertem energia química em energia elétrica. Elas funcionam como as pilhas convencionais, mas com alimentação contínua dos reagentes diretamente nos compartimentos eletródicos. Um reagente promissor para esses dispositivos é a ureia [(NH2)2CO], que está presente na urina humana e pode ser obtida em esgotos.

O esquema apresenta uma célula a combustível de ureia, as semirreações e seus potenciaispadrão de redução.

O potencial-padrão dessa célula a combustível e todos os produtos da reação global são, respectivamente,

  • a

    +1,63 V; N2, CO2, H2O. 

  • b

    +1,63 V; N2, CO2, H2O e H2O2. 

  • c

    +3,52 V; N2, CO2, H2O e KOH. 

  • d

    +3,52 V; N2, CO2, H2O. 

  • e

    +3,52 V; N2, CO2, H2O e H2O2.

O processo eletroquímico descrito pode ser representado corretamente pela seguinte sequência de equações:

Ânodo; oxidação (polo negativo): começar estilo tamanho matemático 14px parêntese esquerdo NH com 2 subscrito parêntese direito com 2 subscrito CO espaço mais espaço 6 espaço KOH espaço seta para a direita espaço reto N com 2 subscrito espaço mais espaço CO com 2 subscrito espaço mais espaço 5 espaço reto H com 2 subscrito reto O espaço mais espaço 6 espaço reto e à potência de – espaço mais espaço 6 espaço reto K à potência de mais fim do estilo
Cátodo; redução (polo positivo): começar estilo tamanho matemático 14px parêntese esquerdo reto H com 2 subscrito reto O com 2 subscrito espaço mais espaço 2 espaço reto e à potência de – espaço mais espaço 2 espaço reto K à potência de mais espaço seta para a direita espaço 2 espaço KOH parêntese direito espaço reto x espaço 3 fim do estilo
Reação Global: começar estilo tamanho matemático 14px parêntese esquerdo NH com 2 subscrito parêntese direito com 2 subscrito CO espaço mais espaço 3 espaço reto H com 2 subscrito reto O com 2 subscrito espaço seta para a direita espaço reto N com 2 subscrito espaço mais espaço CO com 2 subscrito espaço mais espaço 5 espaço reto H com 2 subscrito reto O fim do estilo
começar estilo tamanho matemático 14px ΔE sinal de grau espaço igual a espaço 0 vírgula 88 espaço menos parêntese esquerdo menos espaço 0 vírgula 751 parêntese direito espaço igual a espaço espaço 0 vírgula 88 espaço mais espaço 0 vírgula 751 espaço igual a espaço 1 vírgula 631 espaço reto V fim do estilo

Desse modo, os produtos da reação são N2, CO2 e H2O e o potencial padrão para o processo é de cerca de + 1,63V.