Minerais atomicamente finos mostram-se promissores como membranas condutoras de prótons para tecnologias verdes

Introdução

As membranas condutoras de prótons (PCMs) são um componente chave de muitas tecnologias verdes, como células de combustível e eletrolisadores. Esses dispositivos usam hidrogênio como combustível limpo e PCMs são usados ​​para conduzir prótons entre os eletrodos de hidrogênio. No entanto, os PCMs de última geração são baseados em polímeros perfluorados, que são caros e têm estabilidade limitada.

Minerais atomicamente finos oferecem uma alternativa promissora aos polímeros perfluorados para PCMs. Esses minerais são compostos por uma única camada de átomos e apresentam uma série de vantagens sobre os materiais tradicionais, incluindo alta condutividade de prótons, resistência mecânica e estabilidade química.

Progresso recente

Nos últimos anos, houve um progresso considerável no desenvolvimento de PCMs minerais atomicamente finos. Os pesquisadores exploraram uma variedade de materiais, incluindo grafeno, nitreto de boro hexagonal e dichalcogenetos de metais de transição. Esses materiais mostraram condutividade de prótons promissora e são compatíveis com uma variedade de processos de fabricação.

Por exemplo, um estudo recente realizado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts mostrou que o óxido de grafeno pode ser usado para criar um PCM com uma condutividade de prótons de 10-1 S/cm. Isto é comparável à condutividade de prótons de polímeros perfluorados. O óxido de grafeno PCM também é estável em ambientes ácidos, tornando-o um candidato promissor para aplicações em células de combustível.

Desafios

Apesar do progresso alcançado, ainda há uma série de desafios que precisam ser superados antes que os PCMs minerais atomicamente finos possam ser comercializados. Um desafio é o alto custo desses materiais. Outro desafio é a dificuldade de fabricar esses materiais em filmes finos.

Perspectiva

O desenvolvimento de PCMs minerais atomicamente finos é uma área de pesquisa promissora. Estes materiais têm o potencial de revolucionar as tecnologias verdes, como as células de combustível e os eletrolisadores. Com a continuação da pesquisa, é provável que os PCMs minerais atomicamente finos se tornem uma realidade num futuro próximo.

Aplicativos

Os PCMs minerais atomicamente finos têm uma ampla gama de aplicações potenciais em tecnologias verdes. Algumas das aplicações mais promissoras incluem:

* Células de combustível: PCMs minerais atomicamente finos poderiam ser usados ​​para substituir os polímeros perfluorados que são atualmente usados ​​em células de combustível. Isso reduziria o custo e melhoraria a durabilidade das células de combustível.
* Eletrolisadores: PCMs minerais atomicamente finos poderiam ser usados ​​para substituir os polímeros perfluorados que são atualmente usados ​​em eletrolisadores. Isso tornaria os eletrolisadores mais eficientes e menos dispendiosos.
* Armazenamento de hidrogênio: PCMs minerais atomicamente finos poderiam ser usados ​​para armazenar hidrogênio para uso em células de combustível e outros dispositivos. Isto permitiria o desenvolvimento de veículos movidos a hidrogénio e outros dispositivos.

Conclusão

PCMs minerais atomicamente finos são uma alternativa promissora aos polímeros perfluorados para uma variedade de tecnologias verdes. Esses materiais têm o potencial de revolucionar as células de combustível, os eletrolisadores e o armazenamento de hidrogênio. Com a continuação da pesquisa, é provável que os PCMs minerais atomicamente finos se tornem uma realidade num futuro próximo.