Em um estudo para publicar em Natureza em 31 de janeiro, pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia da China (USTC) relatam avanços no desenvolvimento de células a combustível de hidrogênio que podem aumentar sua aplicação em veículos, especialmente em temperaturas extremas como invernos frios.

O hidrogênio é considerado uma das fontes de energia limpa mais promissoras do futuro. As células a combustível de hidrogênio têm alta eficiência de conversão de energia e emissões zero. Mas o desenvolvimento de células a combustível de hidrogênio enfrenta muitos desafios, incluindo a questão dos danos do monóxido de carbono (CO) nos eletrodos da célula de combustível.

Atualmente, o hidrogênio é derivado principalmente de processos como a reforma a vapor de hidrocarbonetos, como metanol e gás natural, e reação de deslocamento de gás de água. O hidrogênio resultante geralmente contém 0,5 por cento a 2 por cento de vestígios de CO. Como o "coração" dos veículos de célula de combustível de hidrogênio, eletrodos de célula de combustível são facilmente contaminados por impurezas de gás CO, resultando em desempenho reduzido da bateria e vida útil mais curta, o que dificulta gravemente a aplicação de células de combustível em veículos.

Pesquisas anteriores identificaram um método chamado oxidação preferencial (PROX) como uma maneira promissora de remover vestígios de CO do hidrogênio usando catalisadores. Contudo, os catalisadores PROX existentes só podem funcionar em altas temperaturas (acima da temperatura ambiente) e dentro de uma faixa estreita de temperatura, dificultando aplicações práticas, como veículos com células de combustível, que deve ser confiável mesmo nos meses de inverno.

Agora, uma equipe USTC liderada por Junling Lu, professor do Laboratório Nacional de Hefei para Ciências Físicas na Microescala, projetou uma nova estrutura de hidróxido de ferro atomicamente disperso em nanopartículas de platina para purificar o combustível de hidrogênio em uma ampla faixa de temperatura de 198 a 380 graus Kelvin. Eles também descobriram que o material fornecia proteção às células de combustível contra o envenenamento por CO durante partidas a frio frequentes e operações contínuas em temperaturas extremamente baixas.

"Essas descobertas podem acelerar muito a chegada da era dos veículos com células de combustível de hidrogênio, "disse o Prof. Lu." Nosso objetivo final é desenvolver um catalisador de baixo custo com alta atividade e seletividade que forneça proteção contínua a bordo da célula de combustível e que permita a remoção completa e 100 por cento seletiva de CO em uma célula de combustível que pode ser usada para propósitos mais amplos. "

Um revisor do artigo comentou:"Ao comparar com outros sistemas catalisadores relatados na literatura, este catalisador reverso de átomo único parece o melhor em termos de atividade, seletividade, e estabilidade em fluxos contendo CO2. "