Questões de Concurso

Sistemas de células a combustível são uma fonte de energia elétrica limpa, eficiente, confiável e silenciosa. Não precisam ser recarregadas periodicamente como as baterias, em vez disso continuam a produzir energia elétrica enquanto forem alimentadas por um combustível. Uma das montadoras mais conhecidas, a Toyota, lançou em março deste ano o Mirai, de segunda geração, que é um veículo elétrico cuja energia não provém de uma bateria, mas de um dispositivo chamado célula a combustível — também pode ser chamado de pilha a combustível, como dizem os franceses (pile à combustible).
Adaptado. CÉLULA A COMBUSTÍVEL, COMO FUNCIONA – Autoentusiastas. Acesso em 20 de Julho de 2021.
A seguir, temos um esquema da célula a combustível de gás hidrogênio.
Imagem associada para resolução da questão

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Esquema da célula a combustível de gás hidrogênio. Disponível em: www.usp.br/portalbiossistemas/?p=4316#:~:text=Em outras palavras%2C nessa célula a combustível a, célula a combustível é%3A H₂ %2B ½O2→ H₂O. Acesso em 20 de Julho de 2021.
A reação global balanceada da célula a combustível de gás hidrogênio é:
H₂ (g) + ½O2 (g) → H₂O (g)
Analisando o esquema da célula a combustível de gás hidrogênio (acima) e sua reação global balanceada, assinale a alternativa correta.

(a)

O oxigênio gasoso (o comburente) penetra através da estrutura porosa do ânodo, dissolvese no eletrólito e reage nos sítios ativos da superfície do eletrodo, liberando elétrons que reduzem o gás hidrogênio, chegando ao cátodo por meio do circuito externo e ali participam da reação de oxidação do oxigênio. Os H⁺ formados no cátodo são transportados ao ânodo, onde reagem formando o produto da reação global da célula a combustível: água

(b)

O hidrogênio gasoso (o combustível) penetra através da estrutura porosa do ânodo, dissolvese no eletrólito e reage nos sítios ativos da superfície do eletrodo, liberando elétrons e formando prótons (H⁺). Os elétrons liberados na oxidação do hidrogênio chegam ao cátodo por meio do circuito externo e ali participam da reação de redução do oxigênio. Os prótons formados no ânodo são transportados ao cátodo, onde reagem formando o produto da reação global da célula a combustível: água

(c)

A água formada pelos gases hidrogênio (H₂) e oxigênio (O₂) sofre decomposição por meio da estrutura porosa dos eletrodos presentes no ânodo e no cátodo. Ela reage nos sítios ativos da superfície destes eletrodos, liberando energia térmica (calor) para a movimentação de veículos, por exemplo

(d)

A reação que ocorre na célula a combustível é uma reação de oxidação-redução, sendo que no ânodo ocorre o ganho de elétrons (redução do gás hidrogênio) e a reação que ocorre no cátodo envolve a perda de elétrons (oxidação do gás oxigênio), usualmente presente no ar atmosférico