p Grafeno, impermeável a todos os gases e líquidos, pode facilmente permitir que os prótons passem por ele, Pesquisadores da Universidade de Manchester descobriram. p Publicado no jornal Natureza , a descoberta pode revolucionar as células de combustível e outras tecnologias baseadas em hidrogênio, pois exigem uma barreira que apenas permite a passagem de prótons - átomos de hidrogênio despojados de seus elétrons.

p Além disso, membranas de grafeno podem ser usadas para filtrar o gás hidrogênio da atmosfera, onde está presente em quantidades mínimas, criando a possibilidade de geradores elétricos movidos a ar.

p Grafeno de material de um átomo de espessura, isolado e explorado pela primeira vez em 2004 por uma equipe da Universidade de Manchester, é conhecido por suas propriedades de barreira, que tem uma série de utilizações em aplicações, como revestimentos à prova de corrosão e embalagens impermeáveis.

p Por exemplo, levaria toda a vida do universo para o hidrogênio, o menor de todos os átomos, para perfurar uma monocamada de grafeno.

p Agora, um grupo liderado por Sir Andre Geim testou se os prótons também são repelidos pelo grafeno. Eles esperavam que os prótons seriam bloqueados, como a teoria existente previu tão pouca permeação de prótons quanto para o hidrogênio.

p Apesar do prognóstico pessimista, os pesquisadores descobriram que os prótons passam através dos cristais ultrafinos com surpreendente facilidade, especialmente em temperaturas elevadas e se os filmes forem cobertos com nanopartículas catalíticas, como a platina.

p A descoberta cria monocamadas de grafeno, e seu material irmão nitreto de boro, atraente para possíveis usos como membranas condutoras de prótons, que estão no cerne da tecnologia moderna de células de combustível. As células a combustível usam oxigênio e hidrogênio como combustível e convertem a energia química de entrada diretamente em eletricidade. Sem membranas que permitem um fluxo exclusivo de prótons, mas impedem a passagem de outras espécies, esta tecnologia não existiria.

p Apesar de estar bem estabelecido, a tecnologia de células de combustível requer mais melhorias para torná-la mais amplamente utilizada. Um dos principais problemas é um cruzamento de combustível através das membranas de prótons existentes, o que reduz sua eficiência e durabilidade.

p A pesquisa da Universidade de Manchester sugere que o uso de grafeno ou nitreto de boro em monocamada pode permitir que as membranas existentes se tornem mais finas e eficientes, com menos passagem de combustível e envenenamento. Isso pode aumentar a competitividade das células de combustível.

p O grupo de Manchester também demonstrou que suas membranas de um átomo de espessura podem ser usadas para extrair hidrogênio de uma atmosfera úmida. Eles levantam a hipótese de que tal colheita pode ser combinada com células de combustível para criar um gerador elétrico móvel que é alimentado simplesmente pelo hidrogênio presente no ar.

p Marcelo Lozada-Hidalgo, um aluno de doutorado e autor correspondente deste artigo, disse:"Quando você sabe como deve funcionar, é uma configuração muito simples. Você coloca um gás contendo hidrogênio de um lado, aplique uma pequena corrente elétrica e colete o hidrogênio puro do outro lado. Esse hidrogênio pode então ser queimado em uma célula de combustível.

p “Trabalhamos com pequenas membranas, e o fluxo de hidrogênio alcançado é obviamente minúsculo até agora. Mas este é o estágio inicial de descoberta, e o papel é conscientizar os especialistas sobre as perspectivas existentes. Construir e testar coletores de hidrogênio exigirá muito mais esforço. "

p Dr. Sheng Hu, um pesquisador de pós-doutorado e o primeiro autor deste trabalho, acrescentou:"Parece extremamente simples e igualmente promissor. Como o grafeno pode ser produzido hoje em dia em folhas de metros quadrados, esperamos que ele encontre seu caminho para células de combustível comerciais mais cedo ou mais tarde ”.