Célula a hidrogênio continua gerando energia depois que combustível acaba

Cada célula a combustível de filme fino é minúscula (a pilha serve como referência). 
À direita, a imagem ampliada de um dos nove pontos que se vê sobre sua superfície, à esquerda. 
[Imagem: Caroline Perry/Harvard SEAS;Quentin Van Overmeere/Harvard SEAS]

Célula com sobrevida

Ela é uma célula a combustível, com todas as vantagens da conversão direta do hidrogênio em eletricidade, sem geração de poluentes.

Mas ela tem também um jeitão muito próprio, por assim dizer, uma "personalidade acumuladora": ela consegue armazenar energia, quase como se fosse uma bateria.

O resultado é uma célula a combustível que continua funcionando depois que seu combustível acaba - ela faz isso aproveitando a energia que armazenou dentro dela própria.

Shriram Ramanathan e seus colegas da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, pegaram uma célula a combustível de óxido sólido - ou SOFC na sigla em inglês (solid oxide fuel cell) - e deram a ela a capacidade de armazenar energia de forma eletroquímica.

Célula a combustível de óxido sólido

São pelo menos três mecanismos químicos operando simultaneamente na célula, permitindo seu funcionamento mesmo depois que o suprimento de hidrogênio é retirado. [Imagem: Quentin Van Overmeere, Harvard SEAS]

"Essa SOFC de filme fino tira vantagem de avanços recentes na operação de baixa temperatura para incorporar um material novo e mais versátil," explicou Ramanathan.

"O óxido de vanádio (VOx) no anodo comporta-se como um material multifuncional, permitindo que a célula a combustível tanto gere quanto armazene energia," completou.

Na verdade, o anodo é formado por uma dupla camada de VOx e platina, que permitem à célula continuar operando sem combustível por um bom tempo.

Nos testes, ela funcionou por até 3 minutos e 30 segundos a uma densidade de corrente de 0,2 mA/cm2.

Ramanathan destaca que esta é apenas uma prova de conceito, e que ele e sua equipe já estão trabalhando em melhorias na composição do anodo que deverão estender ainda mais a vida útil da célula no seu período "pós-combustível".

Pequenas correntes

Não se trata exatamente de uma bateria, porque o óxido de vanádio não acumula elétrons, ele acumula hidrogênio em sua rede cristalina, que é gradualmente liberado e oxidado no anodo.

A célula a combustível com sobrevida será interessante para dispositivos pequenos, como robôs e veículos aéreos não tripulados.

Bibliografia:

Energy Storage in Ultrathin Solid Oxide Fuel Cells

Quentin Van Overmeere, Kian Kerman, Shriram Ramanathan

Nano Letters

Vol.: Article ASAP

DOI: 10.1021/nl301601y

Fonte:

Inovação Tecnológica