Célula a combustível pode capturar até 99% do CO2 do ar

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/02/2022

Além de fornecer energia para os motores elétricos, a célula captura o CO2 do ar.
[Imagem: Jeffrey C. Chase/Yan Lab/UD]

Afeição pelo CO₂

Engenheiros demonstraram uma maneira de capturar efetivamente 99% do dióxido de carbono (CO₂) do ar usando um novo sistema eletroquímico alimentado por hidrogênio.

É um avanço significativo para a captura de dióxido de carbono e pode trazer as mais ecológicas células de combustível para mais perto do mercado.

As células de combustível funcionam convertendo a energia química do combustível diretamente em eletricidade. A equipe estava trabalhando em um tipo delas, conhecido como HEM, sigla em inglês para "membrana de troca de hidróxidos".

Como todas as demais, as células a combustível HEM têm uma deficiência que as mantêm fora do mercado: Elas são extremamente sensíveis ao dióxido de carbono no ar - essencialmente, o CO₂ dificulta a respiração da célula de combustível HEM.

Esse defeito reduz rapidamente o desempenho e a eficiência da célula de combustível em até 20%, tornando a célula de combustível não muito melhor do que um motor a gasolina.

Removedor de CO₂

Lin Shi e seus colegas da Universidade de Delaware, nos EUA, decidiram enxergar essa deficiência das células HEM com outros olhos: Embora seja um defeito para produzir eletricidade, essa "afeição" pelo CO₂ pode torná-las úteis para remoção do dióxido de carbono do ar.

"Quando investigamos o mecanismo, percebemos que as células de combustível estavam simplesmente capturando cada porção do dióxido de carbono que entrava nelas, e elas eram muito boas em separá-lo do outro lado," contou o professor Brian Setzler.

A equipe então criou um dispositivo adicional que guia o fluxo de CO₂ capturado por esse mecanismo natural da célula, criando um separador de dióxido de carbono.

Para isso, eles incorporaram a fonte de energia para a captura do dióxido de carbono dentro da membrana de separação. Isso envolveu essencialmente criar um curto-circuito interno.

"É arriscado, mas conseguimos controlar essa célula de combustível em curto-circuito pelo hidrogênio. E, usando essa membrana interna eletricamente em curto, conseguimos nos livrar dos componentes volumosos, como placas bipolares, coletores de corrente ou quaisquer fios elétricos normalmente encontrados em uma pilha de células a combustível," disse Lin Shi.

O dispositivo de captura é muito mais simples do que qualquer célula eletroquímica atual para capturar dióxido de carbono.
[Imagem: Yan Lab/UD]

Carros, submarinos e naves espaciais

O protótipo de célula eletroquímica, medindo 2,5 x 2,5 centímetros, consegue remover continuamente cerca de 99% do dióxido de carbono encontrado no ar, que flui a uma taxa de aproximadamente dois litros por minuto pela célula.

Dimensionada para uma aplicação automotiva, a célula a combustível teria aproximadamente o tamanho de um galão de quatro litros, disse Setzer, mas o dispositivo também poderia ser usado para remover dióxido de carbono em outros lugares.

Por exemplo, a tecnologia pode permitir dispositivos de remoção de dióxido de carbono mais leves e eficientes em naves espaciais ou submarinos, onde a filtragem contínua é crítica.

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