Células a combustível são dispositivos que convertem diretamente energia química em energia elétrica, com alta eficiência. O uso de ureia [(NH2)2CO] como combustível para esses dispositivos pode ser promissor, pois essa substância é encontrada na urina e pode ser isolada a partir de estações de tratamento de esgoto e águas residuais de plantações.
Na célula a combustível com ureia, o cátodo é alimentado com gás oxigênio e o ânodo é alimentado com uma solução aquosa de ureia. As semirreações no sentido da redução e os seus potenciais-padrão são fornecidos a seguir.
O2(g) + 2 H2O(l) + 4 e- ® 4 OH-(aq) E0 = +0,40 V
N2(g) + CO2(g) + 5 H2O(l) + 6 e- ® (NH2)2CO(aq) 6 OH-(aq) E0 = -0,746 V
LAN, R. et al. A direct urea fuel cell-power from fertiliser and waste. Energy Environmental Science, nº 3, 2010 (adaptado).
A associação em série para garantir o funcionamento de um aparelho que necessite de 4,0V deve apresentar no mínimo um total de