Cientistas criaram células a combustível sem platina, alcançando potência recorde.

Nova tecnologia de níquel e carbono promete reduzir o custo e ampliar o uso de células a combustível

Pesquisadores da Universidade Cornell desenvolveram um catalisador para células a combustível que dispensa metais preciosos como platina e paládio. Feito à base de níquel e recoberto por carbono, o material apresenta alta atividade em meio alcalino, o que o torna promissor para aplicações em larga escala.

As células a combustível convencionais operam em meio ácido, ambiente em que catalisadores precisam ser estáveis o bastante para depender de metais nobres. O problema é que esses materiais encarecem demais a tecnologia. A proposta nova adota um meio alcalino, no qual é possível usar metais mais baratos, como níquel, ferro e cobalto, que custam entre 500–1000 vezes menos.

O principal obstáculo das células a combustível alcalinas era a baixa velocidade da reação de oxidação do hidrogênio. O níquel, embora seja uma alternativa promissora, se oxida rapidamente e perde desempenho. Para contornar isso, os cientistas o revestiram com uma camada ultrafina de carbono derivada do grafeno, com apenas 3–4 átomos de espessura. Essa proteção impede a oxidação do níquel e preserva sua atividade.

Nos testes, o catalisador alcançou uma potência de 1 W por centímetro quadrado, superando as metas do Departamento de Energia dos EUA para células a combustível que utilizam metais preciosos. O resultado coloca a tecnologia em posição competitiva frente aos sistemas tradicionais.

O novo catalisador foi avaliado em condições que simulam o funcionamento real de células a combustível. Os estudos mostraram que o revestimento de carbono bloqueia de forma eficaz a entrada de oxigênio no níquel, mantendo suas propriedades. Isso foi confirmado por imagens em nível atômico obtidas por microscopia.

Apesar de a durabilidade atual do sistema ficar em cerca de 2000 horas, abaixo da meta de 15 000 horas, os pesquisadores acreditam que ajustes de engenharia podem levar à estabilidade necessária. A química fundamental da reação já demonstrou eficiência.

No futuro, a tecnologia pode ser aplicada na indústria automobilística, além de geradores estacionários e móveis. Ela também se encaixa em sistemas descentralizados de fornecimento de energia, especialmente em regiões remotas.