Agora É A Vez Da Célula a Combustível Sem Membrana Para Alavancar A Tecnologia

Embora esteja em andamento um grande esforço concentrado para inaugurar a chamada “Economia do Hidrogênio“, as Células a Combustível têm sido a grande decepção dessa migração para uma matriz energética mais limpa e sustentável. Vamos saber mais a respeito?

As Células a Combustível podem transformar o hidrogênio ou outros combustíveis, que possuem hidrogênio em sua constituição, diretamente em eletricidade, liberando apenas água como resíduo (se usar hidrogênio puro). Mas esse tipo de tecnologia não avançou o quanto se esperava, com equipamentos grandes e pesados e que funcionam em temperaturas altíssimas.

Mas uma novidade foi anunciada pelo Instituto Nacional de Pesquisas Científicas do Canadá!

O professor e pesquisador Alonso Zuria, junto com seus colegas, criaram uma célula a combustível sem membrana, que captura o oxigênio diretamente do ar. A membrana de separação é um dos maiores gargalos da tecnologia, com uma predisposição crônica para “entupir”, fazendo o dispositivo parar de operar.

O professor Mohamed Mohamedi, coordenador destaca que as células de combustível convencionais são como sanduíches, com a membrana no meio. Em vez disso, optamos por trabalhar em um projeto de camada única. Tivemos que determinar como organizar e espaçar os eletrodos para maximizar o uso do combustível, mantendo em mente a concentração de oxigênio no ar ambiente.

A equipe trabalha com células a combustível que transformam etanol ou metanol em corrente elétrica.

Esse tipo de célula perde tensão ao longo do tempo, parando de funcionar, pois as moléculas de álcool (metanol ou etanol) no ânodo atravessam à membrana que separa do cátodo. E, quando isso acontece, as moléculas de oxigênio reagem com o álcool, causando a queda na voltagem.

O professor Mohamed, destaca:

Quando se tira a membrana, o metanol ou etanol reage com o oxigênio, assim como nas células a combustível convencionais. Para evitar quedas de tensão, tivemos que desenvolver eletrodos seletivos no compartimento catódico. Esses eletrodos permanecem inativos na presença de moléculas de álcool, mas são sensíveis ao oxigênio que gera eletricidade.

Em um dos testes, o protótipo desta célula de combustível sem membrana alimentou um LED por quatro horas usando 234 microlitros de metanol.

Os pesquisadores agora pretendem otimizar esse dispositivo para que possa usar etanol, um combustível “mais verde”, que pode ser produzido a partir de biomassa e de resíduos agrícolas. Além disso, o etanol também fornece mais energia por unidade equivalente de volume.

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Bibliografia: Inovação Tecnológica e Prospects of membraneless mixed-reactant microfluidic fuel cells: Evolution through numerical simulation. Revista: Renewable and Sustainable Energy Reviews. Vol.: 134 110045.
DOI: 10.1016/j.rser.2020.110045.

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