Energia

Célula a combustível ganha 50% de eficiência com nova membrana

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/06/2008

Célula a combustível ganha 50% de eficiência com nova membrana
[Imagem: Avni Argun e Nathan Ashcraft, MIT]

Engenheiros do MIT aumentaram o rendimento de uma célula a combustível de metanol em nada menos do que 50%, utilizando uma nova tecnologia que poderá ampliar o uso desses dispositivos de armazenamento e geração de energia que, além de eficientes, são ambientalmente corretos, ao não emitir poluentes.

Membrana para célula a combustível

O novo material, além de mais eficiente, é mais barato de se fabricar do que as membranas convencionais, já produzidas industrialmente. "Nosso objetivo é substituir as membranas tradicionais das células a combustível por estes materiais baratos, altamente configuráveis e de melhor desempenho," diz a Dra. Paula T. Hammond.

Da mesma forma que uma bateria, uma célula a combustível tem três partes: dois eletrodos (um catodo e um anodo), separados por eletrólito. Reações químicas no eletrodo produzem um excesso de elétrons que podem fluir para um equipamento qualquer, ao qual a célula estiver conectada.

Diferenças entre baterias e células a combustível

A grande diferença é que a célula a combustível retira sua energia de uma fonte externa, normalmente de hidrogênio. Quando o depósito de combustível fica vazio, basta enchê-lo novamente. O único "rejeito" gerado pela célula a combustível é água.

A bateria, por sua vez, retira energia de uma fonte fechada em um compartimento. Quando a energia se exaure, a bateria inteira vira um rejeito que deve ser descartado. Mesmo as baterias recarregáveis têm um tempo de vida útil bastante limitado.

Nafion

Os engenheiros do MIT estão trabalhando com um tipo de célula a combustível chamado DMFC ("Direct Methanol Fuel Cell"), no qual o metanol é utilizado diretamente como combustível, sem precisar de uma reação de reforma que produza o hidrogênio.

O material utilizado hoje como eletrólito, conhecido como Nafion, é permeável ao metanol, permitindo que uma parte do combustível vaze para o interior da célula a combustível, reduzindo sua eficiência.

Montagem camada por camada

A nova membrana foi produzida por meio de uma técnica chamada "montagem camada por camada", permitindo que ela tenha sua estrutura ajustada com precisão pela manipulação das camadas individuais, que têm apenas alguns nanômetros de espessura.

Além de ser condutora de prótons, a nova membrana é menos permeável ao metanol. Os testes em laboratório demonstraram que uma mesma célula a combustível, que antes utilizava uma membrana de Nafion, teve seu rendimento aumentado em 50% com a utilização da nova membrana.

Bibliografia:

Highly Conductive, Methanol Resistant Polyelectrolyte Multilayers
Avni A. Argun, J. Nathan Ashcraft, Paula T. Hammond
Advanced Materials
Vol.: 20, Issue 8 , Pages 1539 - 1543
DOI: 10.1002/adma.200703205




Outras notícias sobre:

    Mais Temas