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Pesquisadores do Instituto de Engenharia Química da Universidade Federal de Ural e do Instituto de Eletroquímica de Alta Temperatura (Ural Branch da Russian Academy of Sciences desenvolveram novas células eletroquímicas para a eletrólise de água na presença de dióxido de carbono. Os resultados foram publicados em a Journal of Materials Chemistry A .
"Uma nova célula de eletrólise de óxido sólido baseada em alto desempenho e CO 2 -materiais tolerantes, um eletrólito condutor de prótons e um eletrodo de oxigênio foram fabricados e testados com sucesso, "diz o artigo." Características incomuns que levam a uma melhoria acentuada foram observadas para esta célula quando a atmosfera redutora foi enriquecida com CO 2 . "
Os autores também propuseram um possível mecanismo pelo qual esse comportamento pode ser explicado. Os resultados do estudo mostram que as células funcionam melhor em condições "difíceis", com uma concentração aumentada de CO 2 .
Se a eletrólise ocorrer na presença de dióxido de carbono, alguns dos elétrons são usados para a recuperação da substância. Então, o resultado da eletrólise é o chamado gás de síntese, uma mistura de hidrogênio e monóxido de carbono. O gás de síntese é algo como um combustível semiacabado. Pode, por exemplo, ser posteriormente convertido em hidrocarbonetos líquidos. A obtenção do gás de síntese por eletrólise da água é um processo promissor que permite a eliminação do dióxido de carbono e a produção de combustível. Os cientistas agora estão desenvolvendo células semelhantes que poderiam funcionar a partir da energia solar, tornando o processo duas vezes mais amigável ao meio ambiente.
O objetivo do estudo realizado pelos químicos da UrFU e UB RAS era escolher o melhor eletrólito sólido para células. Este material deve fornecer boa condutividade de prótons e ser estável em uma atmosfera de CO 2 a uma temperatura de 700 ° C. Como resultado do estudo, os autores obtiveram um material com maior condutividade proporcionado pelo fato de que menos prótons foram "presos" nos limites dos grãos (cristais individuais no material policristalino), fazendo com que as células finais funcionem melhor. A estabilidade também foi alta:em 10 horas de operação, as células perderam apenas 0,7 por cento de eficiência. Contudo, para uso industrial, este parâmetro ainda não foi melhorado.
Além disso, as células demonstraram desempenho ainda melhor sob as condições "mais difíceis", quando a atmosfera foi ainda mais enriquecida com dióxido de carbono. O excesso de CO 2 inibiu alguns processos indesejados, que resultou em ótima resistência e densidade de corrente, isso é, melhor eficiência celular.
