Os pesquisadores da UCLA desenvolveram um dispositivo que pode usar a energia solar para criar e armazenar energia de maneira econômica e eficiente, que poderia ser usado para alimentar dispositivos eletrônicos, e para criar combustível de hidrogênio para carros ecológicos.

O dispositivo pode tornar os carros a hidrogênio acessíveis para muito mais consumidores, porque produz hidrogênio usando níquel, ferro e cobalto - elementos que são muito mais abundantes e menos caros do que a platina e outros metais preciosos que são usados ​​atualmente para produzir combustível de hidrogênio.

“O hidrogênio é um ótimo combustível para veículos:é o combustível mais limpo que se conhece, é barato e não emite poluentes no ar - apenas água, "disse Richard Kaner, o autor sênior do estudo e um distinto professor de química e bioquímica da UCLA, e de ciência e engenharia de materiais. "E isso poderia reduzir drasticamente o custo dos carros a hidrogênio."

A tecnologia, descrito em um artigo no jornal Materiais de armazenamento de energia , pode ser especialmente útil em áreas rurais, ou para unidades militares servindo em locais remotos.

"As pessoas precisam de combustível para fazer seus veículos funcionar e eletricidade para fazer funcionar seus dispositivos, "Disse Kaner." Agora você pode produzir eletricidade e combustível com um único dispositivo. "

Também pode ser parte de uma solução para grandes cidades que precisam de maneiras de armazenar o excedente de eletricidade de suas redes elétricas.

"Se você pudesse converter eletricidade em hidrogênio, você pode armazená-lo indefinidamente, "disse Kaner, que também é membro do California NanoSystems Institute da UCLA.

Células de combustível de hidrogênio tradicionais e supercapacitores têm dois eletrodos:um positivo e um negativo. O dispositivo desenvolvido na UCLA possui um terceiro eletrodo que atua como um supercapacitor, que armazena energia, e como um dispositivo para dividir a água em hidrogênio e oxigênio, um processo chamado eletrólise da água. Todos os três eletrodos se conectam a uma única célula solar que serve como fonte de energia do dispositivo, e a energia elétrica captada pela célula solar pode ser armazenada de duas maneiras:eletroquimicamente no supercapacitor ou quimicamente como hidrogênio.

O dispositivo também é um avanço, pois produz hidrogênio combustível de forma ecologicamente correta. Atualmente, cerca de 95 por cento da produção de hidrogênio em todo o mundo vem da conversão de combustíveis fósseis, como o gás natural em hidrogênio, um processo que libera grandes quantidades de dióxido de carbono no ar, disse Maher El-Kady, um pesquisador de pós-doutorado da UCLA e um co-autor da pesquisa.

"A energia do hidrogênio não é 'verde' a menos que seja produzida a partir de fontes renováveis, "El-Kady disse. Ele acrescentou que o uso de células solares e elementos disponíveis em abundância para dividir a água em hidrogênio e oxigênio tem um enorme potencial para reduzir o custo de produção de hidrogênio e que a abordagem pode eventualmente substituir o método atual, que depende de combustíveis fósseis.

Combinando um supercapacitor e a tecnologia de divisão de água em uma única unidade, Kaner disse, é um avanço semelhante à primeira vez que um telefone, navegador da web e câmera foram combinados em um smartphone. A nova tecnologia pode eventualmente levar a novas aplicações que mesmo os pesquisadores ainda não consideraram, Kaner disse.

Os pesquisadores projetaram os eletrodos em nanoescala - milhares de vezes mais finos do que a espessura de um cabelo humano - para garantir que a maior área de superfície fosse exposta à água, o que aumenta a quantidade de hidrogênio que o dispositivo pode produzir e também armazena mais carga no supercapacitor. Embora o dispositivo que os pesquisadores fizeram pudesse caber na palma da sua mão, Kaner disse que seria possível fazer versões maiores porque os componentes são baratos.

"Para que os carros a hidrogênio sejam amplamente usados, permanece a necessidade de uma tecnologia que armazene com segurança grandes quantidades de hidrogênio em pressão e temperatura normais, em vez dos cilindros pressurizados que estão atualmente em uso, "disse Mir Mousavi, co-autor do artigo e professor de química na Tarbiat Modares University do Irã.