p "Coma seu espinafre, "é um refrão comum na infância de muitas pessoas. Espinafre, o forte, vegetal verde repleto de nutrientes, não apenas fornece energia aos humanos. Ele também tem potencial para ajudar a alimentar células de combustível, de acordo com um novo artigo de pesquisadores do Departamento de Química da UA. Espinafre, quando convertido de sua folhagem, forma comestível em nanofolhas de carbono, atua como um catalisador para uma reação de redução de oxigênio em células de combustível e baterias de metal-ar. p Uma reação de redução de oxigênio é uma das duas reações em células de combustível e baterias de metal-ar e geralmente é a mais lenta que limita a produção de energia desses dispositivos. Os pesquisadores sabem há muito tempo que certos materiais de carbono podem catalisar a reação. Mas esses catalisadores à base de carbono nem sempre têm um desempenho tão bom ou melhor do que os catalisadores tradicionais à base de platina. Os pesquisadores da UA queriam encontrar um método de preparação barato e menos tóxico para um catalisador eficiente usando recursos naturais disponíveis. Eles enfrentaram esse desafio usando espinafre.

p "Este trabalho sugere que catalisadores sustentáveis ​​podem ser feitos para uma reação de redução de oxigênio a partir de recursos naturais, "disse o Prof. Shouzhong Zou, professor de química da AU e principal autor do artigo. "O método que testamos pode produzir produtos altamente ativos, catalisadores à base de carbono de espinafre, que é uma biomassa renovável. Na verdade, acreditamos que supera os catalisadores de platina comerciais em atividade e estabilidade. Os catalisadores são potencialmente aplicáveis ​​em células de combustível de hidrogênio e baterias de metal-ar. ”Os ex-alunos de pós-doutorado de Zou, Xiaojun Liu e Wenyue Li, e o estudante de graduação Casey Culhane são os co-autores do artigo.

p Os catalisadores aceleram uma reação de redução de oxigênio para produzir corrente suficiente e criar energia. Entre as aplicações práticas para a pesquisa estão células de combustível e baterias de metal-ar, que alimentam veículos elétricos e tipos de equipamento militar. Os pesquisadores estão progredindo no laboratório e em protótipos com catalisadores derivados de plantas ou produtos vegetais, como grama taboa ou arroz. O trabalho de Zou é a primeira demonstração usando espinafre como material para a preparação de catalisadores de reação de redução de oxigênio. O espinafre é um bom candidato para este trabalho porque sobrevive em baixas temperaturas, é abundante e fácil de crescer, e é rico em ferro e nitrogênio, essenciais para esse tipo de catalisador.

p Zou e seus alunos criaram e testaram os catalisadores, que são nanofolhas de carbono derivadas do espinafre. Nanofolhas de carbono são como um pedaço de papel com espessura em escala nanométrica, mil vezes mais fino que uma mecha de cabelo humano. Para criar as nanofolhas, os pesquisadores colocaram o espinafre em um processo de várias etapas que incluiu métodos de baixa e alta tecnologia, incluindo lavagem, sumo e liofilização do espinafre, moendo manualmente em um pó fino com um almofariz e pilão, e "dopando" a nanofolha de carbono resultante com nitrogênio extra para melhorar seu desempenho. As medições mostraram que os catalisadores derivados do espinafre tiveram um desempenho melhor do que os catalisadores à base de platina, que podem ser caros e perder sua potência com o tempo.

p O próximo passo para os pesquisadores é colocar os catalisadores da simulação de laboratório em dispositivos protótipos, como células de combustível de hidrogênio, para ver como eles atuam e desenvolver catalisadores de outras plantas. Zou gostaria também de melhorar a sustentabilidade, reduzindo o consumo de energia necessária para o processo.