Novo catalisador aumenta eficiência de células a combustível em 90 vezes

Pesquisadores de dois laboratórios do governo norte-americano descobriram um catalisador super eficiente que poderá dar novo impulso ao desenvolvimento das células a combustível. Esses geradores de eletricidade de última geração não emitem poluentes e são uma das mais promissoras tecnologias para substituição dos motores a combustão dos automóveis - os motores dos veículos passariam a ser elétricos, com a energia sendo gerada pelas células a combustível.

O que os engenheiros descobriram foi uma variação molecular em uma conhecida liga de platina-níquel, que mostrou ser o mais eficiente catalisador já construído. A nova liga aumentou a atividade catalítica do catodo de uma célula a combustível em nada menos do que 90 vezes, quando comparada com os catodos de platina-carbono utilizados hoje.

A baixa taxa de redução do oxigênio no catodo - o trabalho do catalisador - tem sido um dos principais fatores inibidores do desenvolvimento de células a combustível PEM ("Polymer Electrolyte Membrane" ou "Proton Exchange Membrane"). O catodo corresponde ao pólo positivo de uma célula a combustível.

Ao converter diretamente energia química em energia elétrica sem combustão, as células a combustível representam provavelmente a forma mais eficiente e limpa para se gerar eletricidade. As células a combustível PEM estão no topo dessa tecnologia já que, como queimam hidrogênio, produzem apenas água como subproduto. Como elas conseguem gerar grandes quantidades de energia em uma configuração relativamente compacta e leve, as células PEM são as preferidas atualmente para equipar os automóveis elétricos do futuro.

As células a combustível equipam os ônibus espaciais e a Estação Espacial Internacional. Mas ainda são muito caras para os automóveis. O maior fator causador desse custo elevado é justamente sua dependência de platina para uso como catalisador - a platina é um dos metais mais caros do mundo.

A platina pura é um catalisador excelente, mas é cara demais e também se degrada rapidamente pela criação de íons hidróxidos, que se ligam ao metal e inibem sua ação catalítica. É por isso que os cientistas trabalham com ligas de platina, em combinação com uma técnica de enriquecimento. Nessa tecnologia, o superfície do catodo é recoberta com uma "pele" de átomos de platina, depositada sobre camadas de ligas feitas de platina e de um metal não precioso, tal como o níquel ou o cobalto.

A nova liga descoberta pelos cientistas é a Pt₃Ni(111), que funciona 10 vezes melhor do que uma superfície de platina pura e 90 vezes melhor do que uma liga de platina-carbono.