Caminhões a hidrogênio: Célula de combustível dura 200.000 horas

Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/05/2025

Caminh?es a hidrog?nio

Em um passo essencial para viabilizar o transporte rodovi?rio de longa dist?ncia sem emiss?o de poluentes, engenheiros conseguiram estender a vida ?til de uma c?lula de combust?vel de hidrog?nio para al?m de 200.000 horas.

Para caminh?es e ve?culos pesados, que precisam percorrer longas dist?ncias sem paradas frequentes e demoradas para recarregar, as baterias n?o s?o uma solu??o. As c?lulas de combust?vel de hidrog?nio, por sua vez, que podem ser reabastecidas quase t?o rapidamente quanto encher o tanque de diesel, representam uma alternativa eficiente - e tamb?m muito mais limpa.

As c?lulas de combust?vel funcionam convertendo a energia qu?mica armazenada no hidrog?nio em eletricidade, emitindo apenas vapor de ?gua pelo escapamento. E elas s?o significativamente mais leves que as baterias, o que significa que exigem menos energia para mover os ve?culos. Al?m disso, construir uma infraestrutura nacional de reabastecimento de hidrog?nio fica mais barato do que criar uma rede de recarregamento de ve?culos el?tricos em todo o pa?s.

Contudo, por mais que sejam uma solu??o promissora para um transporte mais limpo, a lenta rea??o qu?mica para a convers?o de energia tem sido um desafio, exigindo um catalisador para atingir velocidades pr?ticas.

? justamente a? que est? a inova??o feita agora por Zeyan Liu e colegas da Universidade da Calif?rnia de Los Angeles: Eles criaram um catalisador que n?o apenas ? mais r?pido, mas que tamb?m se mostrou mais dur?vel do que as previs?es mais otimistas.

Platina envolta em grafeno

Os melhores catalisadores para c?lulas de combust?vel s?o feitos de ligas de platina, que s?o caros mas alcan?am n?veis melhores das rea??es qu?micas, tanto em qualidade, quanto em velocidade. Mas h? um problema: Os elementos da liga se lixiviam com o tempo, diminuindo o desempenho catal?tico. E essa degrada??o ? ainda mais acelerada pelos exigentes ciclos de tens?o necess?rios para alimentar ve?culos pesados.

Para superar esse problema, a equipe projetou uma arquitetura de catalisador dur?vel com uma estrutura inovadora que protege a platina da degrada??o. Para isso, eles incorporaram nanopart?culas ultrafinas de platina em bolsas protetoras de grafeno. Essas nanopart?culas revestidas de grafeno foram ent?o aninhadas dentro da estrutura porosa de uma esp?cie de eletrodo de carbono em p?, feito de uma forma de negro de carbono, s? que com uma condutividade el?trica muito elevada - seu nome comercial ? Ketjenblack.

Essa estrutura de "part?culas dentro de part?culas" proporcionou uma estabilidade de longo prazo, preservando ao mesmo tempo a alta atividade catal?tica essencial para o desempenho eficiente da c?lula de combust?vel. O novo catalisador apresentou uma perda de pot?ncia de menos de 1,1% ap?s um teste de estresse acelerado envolvendo 90.000 ciclos de tens?o de onda quadrada, projetados para simular anos de dire??o no mundo real - mesmo uma perda de 10% seria considerada excelente nessa m?trica.

Esses resultados projetam uma vida ?til das c?lulas de combust?vel superior a 200.000 horas, superando em muito a meta do Departamento de Energia dos EUA, de 30.000 horas para sistemas de c?lulas de combust?vel de membrana de troca de pr?tons de alta resist?ncia.

Com uma pot?ncia projetada de 1,08 watt por cent?metro quadrado, as c?lulas de combust?vel com o novo catalisador podem oferecer o mesmo desempenho que as baterias convencionais, que pesam at? oito vezes mais.

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