Células a combustível viáveis com catalisador 475 vezes mais barato

Redação do Site Inovação Tecnológica - 07/03/2022

Os catalisadores são necessários para acelerar a lenta reação de redução do oxigênio.
[Imagem: Rui Zeng et al. - 10.1126/sciadv.abj1584]

Carros sem emissão de poluente

As células de combustível a hidrogênio - que podem alimentar carros, geradores e até naves espaciais com emissões mínimas de gases de efeito estufa - são alternativas promissoras e renováveis aos motores de combustão e outras formas poluentes de energia.

Essas células convertem o hidrogênio diretamente em eletricidade, emitindo apenas água e uma pequena quantidade de calor como subprodutos.

Mas as células de combustível continuam proibitivamente caras, porque dependem da platina e de outros metais preciosos para manter suas reações eletroquímicas funcionando com eficiência.

Agora, químicos da Universidade de Cornell podem ter encontrado a solução.

Rui Zeng e seus colegas descobriram uma classe de derivados de metais não preciosos que podem catalisar reações tão bem quanto a platina, só que por uma fração do custo.

Catalisador 475 vezes mais barato

A platina e outros catalisadores de metais preciosos são necessários para a reação de redução do oxigênio, uma reação que é incrivelmente lenta se for deixada por conta própria.

A alternativa encontrada é o nitreto de cobalto (Co₃N₂), que apresentou uma eficiência na condução da reação de redução do oxigênio praticamente idêntica à da platina quando esse novo catalisador é usado em uma célula a combustível alcalina.

A diferença é que o novo catalisador custa 475 vezes menos do que a platina.

Essa economia pode ajudar a finalmente trazer as células de combustível de hidrogênio para fora do laboratório. Se forem economicamente competitivas, as células a combustível podem substituir os motores de combustão e as baterias dos carros por uma alternativa sustentável. Alimentados por hidrogênio, esses dispositivos desperdiçam apenas 10% da energia necessária para fazê-los funcionar - em comparação, um motor de carro desperdiça cerca de 75% da energia da gasolina ou biocombustível.

"As pessoas reconhecem que as células de combustível são o caminho a se trilhar. O truque é projetar catalisadores estáveis e acessíveis que tornem tudo isso possível," disse o professor Héctor Abruña, coordenador da equipe.

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