As células de combustível são promissoras como um produto limpo, fonte renovável de energia. Mas mantê-los secos sempre foi um desafio, pois eles produzem água durante o processo de conversão de hidrogênio e oxigênio em eletricidade.

Agora, pesquisadores da University of British Columbia dizem que podem ter encontrado uma solução:pré-tratar o eletrodo - um componente-chave das células de combustível - com gás oxigênio ionizado, ou plasma.

"As células de combustível precisam de uma pequena quantidade de umidade para funcionar, mas muita água bloqueia o fluxo de gases através da célula, "disse o primeiro autor do estudo, Benjamin Zahiri, um cientista de materiais. "O tratamento com plasma modifica a superfície do eletrodo para que o excesso de água possa afundar nas camadas inferiores e escoar, sem secar a célula. "

Os pesquisadores expuseram a superfície de um eletrodo de célula de combustível, que contém camadas porosas de carbono, a gás oxigênio ionizado por um minuto. O tratamento depositou quantidades variáveis ​​de moléculas transportadoras de oxigênio, que atraem água, na superfície.

"As camadas superiores receberam mais moléculas e as camadas seguintes receberam progressivamente menos moléculas, "disse Zahiri." Ao criar esta 'molhabilidade' decrescente gradualmente, a água é puxada para baixo das camadas superiores até as camadas inferiores, de onde sai da célula.

"A estrutura da camada de carbono em si permanece inalterada."

O estudo se concentrou em células de combustível de membrana de troca de prótons (PEM), um tipo de célula de combustível comumente usada em carros e caminhões.

"Nossos resultados mostram que o tratamento com plasma é eficaz para facilitar o transporte de água em uma célula de combustível PEM, "disse Zahiri." Outras estratégias de transporte de água, como revestimentos hidrofóbicos ou repelentes de água, são muito caras ou muito complexas para serem viáveis ​​".

O tratamento com plasma também pode ser facilmente integrado na fabricação de componentes de células de combustível, de acordo com os pesquisadores.

"É rápido, de baixo custo e já amplamente utilizado na fabricação, "disse o autor sênior do estudo, Walter Mérida, um professor de engenharia mecânica que dirige o Centro de Pesquisa de Energia Limpa da UBC. “Não gera resíduos químicos, por isso é amigo do ambiente. "

A equipe está explorando outras aplicações do tratamento com plasma. De acordo com Mérida, os tratamentos de plasma podem funcionar em outros materiais porosos usados ​​no armazenamento de energia. Eles também podem ser integrados em indústrias à base de soda cáustica, um mercado avaliado em US $ 80 bilhões.

A pesquisa foi descrita recentemente em Ciência de Superfície Aplicada .