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Energia

Nova célula a combustível atinge dobro da tensão do hidrogênio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/07/2020

Nova célula a combustível atinge dobro da tensão do hidrogênio
A tecnologia poderá ser aplicada a qualquer célula a combustível líquido.
[Imagem: Zhongyang Wang et al. - 10.1016/j.xcrp.2020.100084]

Alternativa às baterias

Engenheiros da Universidade de Washington, nos EUA, desenvolveram um novo processo para uma célula a combustível que funciona com o dobro da tensão das células a combustível tradicionais de hidrogênio.

E eles fizeram isto sem adicionar ou alterar componentes no projeto original.

As células a combustível são a única tecnologia ao alcance para concorrer com as baterias na eletrificação do setor de transporte, ou seja, viabilizar a passagem dos carros e caminhões dos combustíveis derivados do petróleo para a eletricidade.

A chave para melhorar qualquer tecnologia de célula de combustível é reduzir ou eliminar reações colaterais. A maioria dos esforços para atingir esse objetivo envolve o desenvolvimento de novos catalisadores, que enfrentam obstáculos significativos em termos de sua adoção pela indústria.

"Os fabricantes de células de combustível geralmente relutam em gastar um capital ou esforço significativos para adotar um novo material," disse o professor Shrihari Sankarasubramanian. "Mas alcançar o mesmo ou melhor aprimoramento com o hardware e os componentes atuais é uma virada no jogo."

O que a equipe fez foi adotar um reagente, um hidreto de boro, e identificar uma faixa ideal de taxas de fluxo, arquiteturas de campo de fluxo e tempos de permanência na célula, fazendo com que a operação alcançasse uma potência recorde.

Essa abordagem lidou com os principais desafios das células as combustível de borohidreto direto (DBFCs), ou seja, a distribuição adequada dos combustíveis e oxidantes e a mitigação de reações parasitárias.

Células a combustível líquido

O protótipo alcançou uma tensão operacional de célula única de 1,4 V ou superior, o dobro do obtido em células a combustível de hidrogênio, com potências de pico próximas de 1 watt/cm2.

Essa duplicação da tensão vai permitir um projeto de célula de combustível menor, mais leve e mais eficiente, o que se traduz em vantagens gravimétricas e volumétricas significativas ao montar várias células em uma pilha para uso comercial.

E, segundo a equipe, a mesma abordagem é amplamente aplicável a outras classes de células de combustível líquido/líquido, como as de etanol.

"Nossa abordagem de engenharia de transporte de reagentes fornece uma maneira fácil e elegante de aumentar significativamente o desempenho dessas células de combustível, mantendo o uso dos componentes atuais. Seguindo nossas diretrizes, mesmo as células de combustível líquidas já implantadas comercialmente hoje podem obter ganhos de desempenho," disse o professor Vijay Ramani.

Bibliografia:

Artigo: Reactant-Transport Engineering Approach to High-Power Direct Borohydride Fuel Cells
Autores: Zhongyang Wang, Shrihari Sankarasubramanian, Vijay Ramani
Revista: Cell Report Physical Sciences
Vol.: 100084
DOI: 10.1016/j.xcrp.2020.100084





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