Células para ácido fórmico
A eficiência teórica de conversão de energia química em energia elétrica em células a combustível pode chegar a 100%. Por cento, mas até agora o melhor deles é o hidrogênio - eles têm uma eficiência de até 60%, mas as células de combustível à base de ácido fórmico têm chance de atingir esses 100% teóricos. São baratas, muito mais leves que as anteriores e, ao contrário das baterias convencionais, oferecem a possibilidade de operação contínua. Vale lembrar que a eficiência dos motores de combustão interna de baixa pressão é de apenas cerca de 20% -? diz o Dr. Hub. Inglês Andrzej Borodzinski do IPC PAS.
Uma célula de combustível é um dispositivo que converte energia química em eletricidade. A corrente é gerada diretamente como resultado da combustão do combustível na presença de catalisadores usados no ânodo e cátodo da célula. O maior obstáculo para a popularização das células de hidrogênio é o armazenamento de hidrogênio. Este problema provou ser extremamente difícil do ponto de vista técnico e ainda não foi resolvido com soluções satisfatórias. Concorrendo com as células de hidrogênio estão as células de metanol. No entanto, o próprio metanol é uma substância tóxica, e os elementos que o consomem devem ser construídos usando catalisadores de platina caros. Além disso, as células de metanol têm baixa potência e operam a uma temperatura relativamente alta e, portanto, potencialmente perigosa (cerca de 90 graus).
Uma solução alternativa são as células de combustível de ácido fórmico. As reações ocorrem à temperatura ambiente, e a eficiência e a potência da célula são claramente superiores às do metanol. Além disso, o ácido fórmico é uma substância fácil de armazenar e transportar. No entanto, a operação estável da célula de ácido fórmico requer um catalisador eficiente e durável. O catalisador que desenvolvemos originalmente tem uma atividade menor do que os catalisadores de paládio puro usados até agora. No entanto, a diferença desaparece após duas horas de operação. Melhorando. Enquanto a atividade do catalisador de paládio puro continua a diminuir, a nossa é estável”, diz o Dr. Borodzinsky.
A vantagem do catalisador desenvolvido no surfactante IPC, que é especialmente importante do ponto de vista econômico, é que ele mantém suas propriedades ao operar em ácido fórmico de baixa pureza. Esse tipo de ácido fórmico pode ser facilmente produzido em grandes quantidades, inclusive a partir de biomassa, de modo que o combustível para novas células pode ser muito barato. O ácido fórmico derivado da biomassa seria um combustível completamente verde. Os produtos das reações que ocorrem com sua participação nas células a combustível são a água e o dióxido de carbono. Este último é um gás de efeito estufa, mas a biomassa é obtida de plantas que o absorvem durante seu crescimento. Como resultado, a produção de ácido fórmico a partir da biomassa e seu consumo nas células não alteraria a quantidade de dióxido de carbono na atmosfera. O risco de poluição ambiental por ácido fórmico também é baixo.
As células de combustível de ácido fórmico encontrarão muitas aplicações. Sua utilidade será particularmente alta em dispositivos eletrônicos portáteis? telefones celulares, laptops, GPS. Esses elementos também podem ser instalados como fontes de energia para veículos que variam de cadeiras de rodas a bicicletas elétricas e iates.
No IPC PAS, a pesquisa está começando agora sobre as primeiras baterias construídas a partir de células de combustível de ácido fórmico. Os cientistas esperam que um protótipo de um dispositivo comercial esteja pronto em alguns anos.
com base nos materiais do Instituto de Físico-Química PAN
