As células a combustível são fontes de energia livres de poluição que convertem energia química em eletricidade com alta eficiência e zero emissões. Carros de célula de combustível, caminhões, e os ônibus permitiriam que as pessoas viajassem longas distâncias com reabastecimento conveniente e menos emissão de carbono.

Pesquisadores da Universidade de Delaware estão trabalhando em tecnologia para tornar as células de combustível mais baratas e mais potentes, para que os veículos com células de combustível possam ser uma opção viável para todos um dia. A pesquisa tradicional com células de combustível envolve células de combustível de hidrogênio, mas os pesquisadores da UD estão projetando células de combustível que utilizam amônia.

Em uma nova análise publicada na revista Joule , uma equipe de engenheiros do Centro de Ciência e Tecnologia Catalítica descobriu que, entre os combustíveis produzidos a partir de energia renovável, a amônia tem o menor custo por galão equivalente de gasolina.

"Como combustível líquido à base de nitrogênio, a amônia é mais barata de armazenar e distribuir do que o hidrogênio e evita as emissões de dióxido de carbono de outros combustíveis líquidos, que são caros de capturar ", disse Brian Setzler, um dos autores principais e associado de pós-doutorado na UD.

Os desafios, Contudo, são que a amônia não funciona em uma célula de combustível de membrana de troca de prótons; e que a amônia é mais difícil de oxidar do que o hidrogênio, que faz com que as células a combustível de amônia produzam menos energia do que as células a combustível de hidrogênio. A equipe resolveu o primeiro problema usando células a combustível de membrana de troca de hidróxido que foram estudadas por mais de uma década no laboratório de Yushan Yan, um distinto professor de engenharia na UD. Auxiliado por uma doação de US $ 2,5 milhões do programa REFUEL da Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) no Departamento de Energia dos EUA, a equipe UD projetou uma membrana de célula de combustível que pode operar em temperaturas mais altas para acelerar a oxidação da amônia. Eles também identificaram catalisadores que não foram envenenados por amônia.

"Com essas melhorias, demonstramos um novo protótipo de célula de combustível de amônia direta com uma densidade de potência de pico de 135 miliwatts por centímetro quadrado, que fecha grande parte da lacuna de desempenho em comparação com o hidrogênio, "disse o pesquisador associado Yun Zhao, o autor principal do artigo, que trabalha com células de combustível de amônia direta desde 2016.