Cientistas criaram, sem platina, células de combustível com potência recorde.

Nova tecnologia baseada em níquel e carbono promete reduzir custos e alargar o uso de células de combustível

Investigadores da Universidade de Cornell (Cornell University) desenvolveram um catalisador para células de combustível que dispensa o uso de metais preciosos, como a platina ou o paládio. O novo catalisador, feito de níquel com revestimento de carbono, apresenta elevada actividade em meio alcalino, o que o torna promissor para uma utilização mais ampla.

As células de combustível tradicionais funcionam em meio ácido, onde a estabilidade dos catalisadores exige metais preciosos. No entanto, o seu custo elevado limita a adopção desta tecnologia. A nova abordagem recorre a um meio alcalino, no qual podem ser usados metais de baixo custo, como o níquel, o ferro e o cobalto, que são 500 a 1000 vezes mais baratos.

O principal obstáculo das células de combustível alcalinas era a baixa velocidade da reacção de oxidação do hidrogénio. Embora o níquel fosse visto como uma opção promissora, oxidava-se rapidamente, perdendo actividade. Os cientistas resolveram este problema ao revestir o níquel com uma fina camada de carbono derivado de grafeno, com apenas 3 a 4 átomos de espessura. Esta cobertura protege o níquel da oxidação, preservando a sua actividade.

Nos ensaios realizados, o catalisador atingiu uma potência de 1 W por centímetro quadrado, superando as metas estabelecidas pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos para células de combustível que utilizam metais preciosos. Este resultado torna a tecnologia competitiva face aos sistemas convencionais.

O novo catalisador foi testado em condições que simulam o funcionamento real de células de combustível. Os estudos mostraram que o revestimento de carbono impede de forma eficaz a penetração de oxigénio no níquel, mantendo as suas propriedades. Esta conclusão foi confirmada por imagens à escala atómica obtidas por microscopia.

Embora a durabilidade actual do sistema seja de cerca de 2000 horas, ainda abaixo da meta de 15 000 horas, os investigadores acreditam que melhorias de engenharia permitirão alcançar a estabilidade necessária. A química fundamental da reacção já demonstrou ser eficaz.

No futuro, esta tecnologia poderá ser aplicada na indústria automóvel, bem como em geradores estacionários e móveis. Além disso, revela-se adequada para sistemas descentralizados de fornecimento de electricidade, especialmente em regiões remotas.