Avançando na Energia Verde: Avanço na Tecnologia de Células de Combustível de Hidrogênio

por Henrik Andersen
5 comentários
hydrogen fuel cell breakthrough

Foi feito um avanço significativo na tecnologia de células de combustível de hidrogénio, reduzindo notavelmente os custos. Esta conquista, resultado de esforços de investigação colaborativa, envolve a substituição da platina pela prata em catalisadores, abrindo caminho para soluções de armazenamento de energia verde mais acessíveis e eficientes.

À medida que o mundo se volta cada vez mais para as energias renováveis, um obstáculo importante é o armazenamento eficaz de energia durante períodos em que fontes renováveis como a solar e a eólica não estão disponíveis.

A célula a combustível de hidrogênio, uma solução importante nesse sentido, recebeu um avanço substancial. Isso se deve a pesquisas inovadoras do SLAC National Accelerator Laboratory do Departamento de Energia, da Universidade de Stanford e do Toyota Research Institute (TRI). Esta pesquisa foi posteriormente aplicada em um ambiente prático por meio de uma colaboração entre Stanford e o Instituto de Tecnologia Technion Israel.

Michaela Burke Stevens, cientista associada do SLAC e do Centro SUNCAT conjunto para Ciência de Interface e Catálise da Universidade de Stanford e autora sênior do estudo, enfatizou o potencial das células a combustível de hidrogênio no armazenamento e conversão de energia, usando o hidrogênio como alternativa aos combustíveis tradicionais como Gasolina. No entanto, ela observou os elevados custos operacionais das células de combustível.

O desafio das despesas em células de combustível

Burke Stevens destacou que o alto custo se deve em grande parte ao uso de caros metais do grupo da platina (PGM) no catalisador, que é essencial para a reação química nas células de combustível. Isto levou a sua equipa a explorar formas de reduzir custos, substituindo parte do PGM por uma alternativa mais acessível, a prata. No entanto, alterar a química fundamental das células de combustível apresenta desafios significativos, uma vez que os catalisadores que funcionam em condições de laboratório muitas vezes falham em aplicações práticas.

Esta equipa de investigação conseguiu equilibrar os custos substituindo parcialmente os PGM por prata. O avanço veio na simplificação do processo de aplicação do catalisador aos eletrodos da célula, conforme ilustrado por uma película fina de prata-paládio em um eletrodo de carbono poroso.

Os métodos tradicionais envolvem misturar o catalisador em um líquido e espalhá-lo no eletrodo de malha, o que muitas vezes leva a resultados inconsistentes em diferentes ambientes de laboratório. Para superar isso, a equipe do SLAC usou uma câmara de vácuo para uma deposição mais controlada do catalisador nos eletrodos. Tom Jaramillo, diretor da SUNCAT, destacou a reprodutibilidade deste método.

Pesquisa colaborativa e suas implicações práticas

Para garantir a aplicabilidade do método a células de combustível em grande escala, a equipe colaborou com especialistas do Technion, que validaram o método em um ambiente prático de célula de combustível. A parceria, iniciada pelo estudante de graduação de Stanford José Zamora Zeledón com Dario Dekel do Technion e o estudante de doutorado John Douglin, demonstrou com sucesso que a substituição de PGMs caros por prata nos catalisadores poderia levar a células de combustível igualmente eficazes, porém mais acessíveis. Isto abre oportunidades para pesquisas mais ambiciosas no desenvolvimento de catalisadores.

Jaramillo e Dekel expressaram entusiasmo sobre o impacto potencial desta parceria tanto na pesquisa acadêmica quanto nas aplicações práticas da indústria de células de combustível. Jaramillo enfatizou a importância de reduzir custos para a adoção mais ampla de células de combustível em aplicações como transporte pesado e armazenamento de energia limpa.

Esta pesquisa, publicada na Nature Energy em 9 de novembro de 2023, foi parcialmente financiada pelo Office of Science do DOE por meio do SUNCAT Center for Interface Science and Catalysis, um instituto conjunto de SLAC e Stanford, e do Toyota Research Institute.

Perguntas frequentes (FAQs) sobre o avanço da célula de combustível de hidrogênio

Qual é o recente avanço na tecnologia de células de combustível de hidrogênio?

O recente avanço na tecnologia de células de combustível de hidrogénio envolve a utilização de prata em vez de platina em catalisadores, reduzindo significativamente o custo e aumentando a viabilidade de soluções de armazenamento de energia verde.

Como esse avanço impacta o custo das células a combustível de hidrogênio?

Ao substituir os caros metais do grupo da platina (PGM) por prata no catalisador, o custo das células de combustível de hidrogénio é substancialmente reduzido, tornando-as uma opção mais acessível para armazenamento e conversão de energia.

Que instituições estiveram envolvidas nesta investigação sobre células de combustível de hidrogénio?

A pesquisa foi um esforço colaborativo envolvendo o Laboratório Nacional de Aceleradores SLAC do Departamento de Energia, a Universidade de Stanford, o Toyota Research Institute (TRI) e o Technion Israel Institute of Technology.

Qual é o principal desafio no desenvolvimento de células a combustível de hidrogênio?

O principal desafio no desenvolvimento de células de combustível de hidrogénio é encontrar uma forma eficiente e económica de armazenar energia, especialmente durante períodos em que fontes renováveis como a solar e a eólica não estão disponíveis.

Como a nova composição do catalisador beneficia as células a combustível de hidrogênio?

A nova composição do catalisador, que inclui prata, oferece uma alternativa mais econômica aos catalisadores tradicionais à base de platina, tornando as células a combustível de hidrogênio uma opção mais viável para uso generalizado no armazenamento e conversão de energia.

Quais são as implicações futuras desta investigação sobre células de combustível de hidrogénio?

Este avanço abre caminho para mais pesquisas sobre catalisadores eficientes e com boa relação custo-benefício, levando potencialmente a uma adoção mais ampla de células de combustível de hidrogênio em áreas como transporte pesado e armazenamento de energia limpa.

Mais sobre a descoberta da célula de combustível de hidrogênio

você pode gostar

5 comentários

Tom Johnson Dezembro 19, 2023 - 3:29 am

Então eles substituíram a platina pela prata? isso é interessante… mas como isso afetará a durabilidade a longo prazo das células de combustível?

Responder
Jane Smith Dezembro 19, 2023 - 3:35 am

uau, isso é uma grande notícia para a energia verde! finalmente, algum progresso real no sentido de torná-lo acessível.

Responder
Sara Gomez Dezembro 19, 2023 - 6:10 am

leia sobre isso na Nature Energy, um estudo realmente detalhado. Mostra quanto potencial existe na tecnologia de energia renovável!

Responder
Emily Clark Dezembro 19, 2023 - 2:48 pm

É ótimo ver grandes nomes como Stanford e Toyota apoiando isso, significa que não se trata apenas de um experimento em pequena escala.

Responder
Marcos Lee Dezembro 19, 2023 - 9:44 pm

Estou curioso para saber como isso afeta a eficiência geral da célula de combustível? É apenas uma questão de custo ou há outros benefícios também?

Responder

Deixe um comentário

* Ao utilizar este formulário você concorda com o armazenamento e tratamento de seus dados por este site.

SciTechPost é um recurso da web dedicado a fornecer informações atualizadas sobre o mundo acelerado da ciência e da tecnologia. Nossa missão é tornar a ciência e a tecnologia acessíveis a todos por meio de nossa plataforma, reunindo especialistas, inovadores e acadêmicos para compartilhar seus conhecimentos e experiências.

Se inscrever

Assine meu boletim informativo para novas postagens no blog, dicas e novas fotos. Vamos nos manter atualizados!

© 2023 SciTechPost

pt_PTPortuguês