Nova célula de combustível tem bastante suco para drones e subs

Nova célula de combustível tem bastante suco para drones e subs

Uma nova célula de combustível de alta potência opera com o dobro da tensão das células de combustível comerciais atuais, de acordo com uma nova pesquisa.

O setor de transporte é um dos maiores consumidores de energia na economia dos EUA, e há uma crescente demanda para torná-lo mais limpo e eficiente. Enquanto mais pessoas estão usando carros elétricos, projetar aviões, navios e submarinos movidos a eletricidade é muito mais difícil devido às exigências de energia e energia.

Pesquisadores desenvolveram uma célula de combustível de borohidreto direto que avança a tecnologia nessa área. Esse avanço usando uma interface bipolar de microescala habilitada para gradiente de pH (PMBI) poderia alimentar uma variedade de modos de transporte - incluindo veículos subaquáticos não pilotados, drones e, eventualmente, aeronaves elétricas - a um custo significativamente menor.

“A interface bipolar em microescala habilitada para gradiente de pH é o coração dessa tecnologia”, diz Vijay Ramani, professor de engenharia energética, ambiental e química da Universidade de Washington em St. Louis. "Isso nos permite operar esta célula de combustível com reagentes líquidos e produtos em submersíveis, nos quais a flutuabilidade neutra é fundamental, ao mesmo tempo em que nos permite aplicá-la em aplicações de maior potência, como o vôo por drones".

A célula de combustível usa um eletrólito ácido em um eletrodo e um eletrólito alcalino no outro eletrodo. Normalmente, o ácido e o álcali reagem rapidamente quando colocados em contato um com o outro. Ramani diz que o principal avanço é o PMBI, que é mais fino que um fio de cabelo humano. Usando a tecnologia de membrana, o PMBI pode impedir a mistura do ácido e do álcali, formando um gradiente de pH acentuado e permitindo a operação bem-sucedida deste sistema.

"As tentativas anteriores para alcançar este tipo de separação ácido-alcalino não foram capazes de sintetizar e caracterizar completamente o gradiente de pH em todo o PMBI", diz Shrihari Sankarasubramanian, um pesquisador da equipe de Ramani. "Usando um novo design de eletrodos em conjunto com técnicas eletroanalíticas, conseguimos mostrar inequivocamente que o ácido e o álcali permanecem separados".

"Uma vez que o PBMI sintetizado usando nossas novas membranas comprovadamente funcionou efetivamente, otimizamos o dispositivo de célula de combustível e identificamos as melhores condições operacionais para obter uma célula de combustível de alto desempenho", acrescenta o autor Zhongyang Wang, candidato a doutorado no laboratório de Ramani.

"Tem sido um caminho tremendamente desafiador e gratificante para o desenvolvimento das novas membranas de troca iônica que permitiram o PMBI".

"Esta é uma tecnologia muito promissora, e agora estamos prontos para avançar na ampliação de aplicações em ambos os submersíveis e drones", diz Ramani.

A pesquisa aparece em natureza Energia. O Office of Naval Research, a Washington University em St. Louis e o Instituto de Ciência e Engenharia de Materiais da Washington University em St. Louis apoiaram o estudo. A equipe está trabalhando com o Escritório de Gestão de Tecnologia da universidade para explorar oportunidades de comercialização.

Fonte: Universidade de Washington em St. Louis

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