p Um único dispositivo que gera combustível e oxidante a partir da água e, quando um interruptor é girado, converte o combustível e o oxigênio em eletricidade e água, tem uma série de benefícios para o terrestre, aplicações espaciais e militares. De baixo impacto ambiental a alta densidade de energia, desenvolver células de combustível regenerativas unificadas eficientes, ou URFCs, como são chamados, está na mira dos pesquisadores há anos. p Mas para ser realmente eficiente, um URFC precisa de catalisadores bifuncionais. Isso significa, no modo eletrolisador, os catalisadores devem facilitar a decomposição da água em hidrogênio e oxigênio, e, no modo de célula de combustível, facilitar sua recombinação em água. Agora, trabalhando no laboratório de Vijay Ramani, o ilustre professor da Universidade Roma B. e Raymond H. Wittcoff, uma equipe de pesquisadores encontrou um excelente catalisador bifuncional para o eletrodo de oxigênio.

p Seu trabalho foi publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences .

p "Ao contrário do eletrodo de hidrogênio, em que a platina é um catalisador bifuncional eficaz, é muito desafiador identificar um catalisador adequado para o eletrodo de oxigênio devido à lenta cinética de redução de oxigênio e evolução de oxigênio, "disse Pralay Gayen, atualmente trabalhando na Intel, que foi um associado de pesquisa de pós-doutorado no laboratório de Ramani na Escola de Engenharia McKelvey da Universidade de Washington em St. Louis e atuou como o primeiro autor do artigo.

p Sulay Saha, um associado de pesquisa de pós-doutorado no laboratório de Ramani, e a pesquisa de Gayen foi guiada pelos primeiros princípios - levando em consideração as propriedades fundamentais de diferentes substâncias antes de ir para o laboratório para testar catalisadores em potencial.

p Junto com o ex-pesquisador de graduação e co-autor Xinquan Liu, a equipe finalmente identificou e desenvolveu Pt-Pyrochlore, um composto de platina e um pirocloro rutenato de chumbo, que rendeu alta bifuncionalidade.

p O "índice de bifuncionalidade" é uma medida da capacidade do catalisador de facilitar a direção direta e reversa de uma reação. "Queremos que o índice seja baixo, "disse Kritika Sharma, um Ph.D. estudante de engenharia. "Zero, idealmente. "Este novo catalisador tem um índice de bifuncionalidade de 0,56 volts - muito baixo em comparação com outros catalisadores relatados. Quando usado em um dispositivo URFC desenvolvido pelo laboratório, o catalisador permitiu uma eficiência energética de ida e volta (RTE) de 75% - a maior eficiência de ida e volta relatada neste tipo de URFC.

p Com tão alta eficiência, os URFCs desenvolvidos são adequados para aplicações como submersíveis, drones, naves espaciais e estações espaciais, bem como para armazenamento de energia fora da rede.