Cientistas desenvolveram células de combustível sem platina com potência recorde.

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

Investigadores da Universidade de Cornell desenvolveram um catalisador para células de combustível que não depende de metais preciosos, como a platina ou o paládio. Este novo catalisador, baseado em níquel com um revestimento de carbono, apresenta elevada actividade em meio alcalino, o que o torna promissor para uma aplicação mais vasta.

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

O principal obstáculo das células de combustível alcalinas era a baixa velocidade da reacção de oxidação do hidrogénio. O níquel, apesar de ser uma opção promissora, oxida-se rapidamente e perde actividade. Os cientistas resolveram este problema ao revestir o níquel com uma fina camada de carbono de grafeno, com apenas 3–4 átomos de espessura. Este revestimento protege o níquel da oxidação e preserva a sua actividade.

Nos ensaios, o catalisador atingiu uma potência de 1 W por centímetro quadrado, superando os valores-alvo do Departamento de Energia dos EUA para células de combustível que utilizam metais preciosos. Este resultado torna a tecnologia competitiva face aos sistemas tradicionais.

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 eficazmente a entrada de oxigénio no níquel, mantendo intactas as suas propriedades. Isto foi confirmado por imagens ao nível atómico obtidas através de microscopia.

Embora a durabilidade actual do sistema seja de cerca de 2000 horas, abaixo do objectivo de 15 000 horas, os cientistas estão convencidos de que ajustes de engenharia permitirão alcançar a estabilidade necessária. A química fundamental da reacção já provou a sua eficácia.

No futuro, a tecnologia poderá ser aplicada na indústria automóvel, bem como em geradores estacionários e móveis. Além disso, adapta-se a sistemas descentralizados de abastecimento eléctrico, sobretudo em zonas remotas.