p O setor de transporte é um dos maiores consumidores de energia da economia dos EUA, com demanda crescente para torná-lo mais limpo e eficiente. Enquanto mais pessoas usam carros elétricos, projetando aviões movidos a eletricidade, navios e submarinos é muito mais difícil devido aos requisitos de potência e energia. p Uma equipe de engenheiros da Escola de Engenharia McKelvey da Universidade de Washington em St. Louis desenvolveu uma célula de combustível de alta potência que avança a tecnologia nesta área. Liderado por Vijay Ramani, o ilustre professor da Universidade Roma B. e Raymond H. Wittcoff, a equipe desenvolveu uma célula a combustível de borohidreto direto que opera com o dobro da voltagem das células a combustível comerciais atuais.

p Este avanço usando uma interface bipolar em microescala habilitada por gradiente de pH (PMBI), relatado em Nature Energy 25 de fevereiro, poderia alimentar uma variedade de meios de transporte, incluindo veículos subaquáticos não tripulados, drones e, eventualmente, aeronaves elétricas - a um custo significativamente mais baixo.

p "A interface bipolar em microescala habilitada para gradiente de pH está no coração desta tecnologia, "disse Ramani, também professor de energia, engenharia ambiental e química. "Isso nos permite operar esta célula de combustível com reagentes líquidos e produtos em submersíveis, em que a flutuabilidade neutra é crítica, ao mesmo tempo que nos permite aplicá-lo em aplicações de alta potência, como o vôo de drones. "

p A célula de combustível desenvolvida na Washington University usa um eletrólito ácido em um eletrodo e um eletrólito alcalino no outro eletrodo. Tipicamente, o ácido e o álcali irão reagir rapidamente quando colocados em contato um com o outro. Ramani disse que o avanço chave é o PMBI, que é mais fino do que um fio de cabelo humano. Usando tecnologia de membrana desenvolvida na McKelvey Engineering School, o PMBI pode evitar que o ácido e o álcali se misturem, formando um gradiente de pH acentuado e permitindo a operação bem-sucedida deste sistema.

p "Tentativas anteriores de alcançar este tipo de separação ácido-alcalino não foram capazes de sintetizar e caracterizar totalmente o gradiente de pH através do PMBI, "disse Shrihari Sankarasubramanian, um cientista pesquisador da equipe de Ramani. "Usando um novo projeto de eletrodo em conjunto com técnicas eletroanalíticas, fomos capazes de mostrar inequivocamente que o ácido e o álcali permanecem separados. "

p Principal autor Zhongyang Wang, um candidato a doutorado no laboratório de Ramani, acrescentou:"Uma vez que o PBMI sintetizado usando nossas novas membranas provou funcionar de forma eficaz, otimizamos o dispositivo de célula de combustível e identificamos as melhores condições operacionais para obter uma célula de combustível de alto desempenho. Tem sido um caminho tremendamente desafiador e gratificante para o desenvolvimento de novas membranas de troca iônica que possibilitaram o PMBI. "

p “Esta é uma tecnologia muito promissora, e agora estamos prontos para expandir sua escala para aplicativos em submersíveis e drones, "Ramani disse.