USP desenvolve célula de combustível alimentada com glicerina

Pesquisadoras do Laboratório de Eletroquímica e Eletrocatálise da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) da USP encontraram um novo uso para a glicerina coproduto de biodiesel. Ou melhor, dois novos usos: elas não apenas geram eletricidade pela oxidação da substância como, ainda, o convertem num produto de alto valor agregado, a dihidroxiacetona.

Com o uso da técnica de oxidação para a produção de eletricidade, as cientistas demonstraram que a glicerina é uma opção viável para alimentar as chamadas células de combustível (CC) – um tipo de bateria de alta eficiência que pode ser alimentada rapidamente. Enquanto uma bateria convencional de íons de lítio – como as usadas em celulares e notebooks – pode precisar de horas na tomada até estar 100% carregada, as células de combustível possuem um tanque acoplado que pode ser reabastecido em questão de minutos. “Quando se esgota o ‘combustível’ do tanque, é só reabastecê-lo”, afirma Lívia Martins da Palma, uma das pesquisadoras responsáveis pelo projeto.

Trata-se de um processo de queima parecido com o que ocorre no motor de um carro convencional, mas, ao invés de gerar calor e movimento, ele gera eletricidade que pode ser usandas para alimentar qualquer tipo de aparelho elétrico como, por exemplo, um motor. Empresas como Honda e Toyota já vêm pesquisando essa tecnologia há algum tempo.

Valor agregado

Mas a surpresa positiva surgiu quando as pesquisadoras verificaram que obtiveram como dihidroxiacetona como subproduto. Essa substância é utilizada na fabricação de bronzeadores artificiais, por vinícolas e, também, na preservação do sangue em soluções fora do organismo e pode chegar a ser vendida R$214,00 o grama.

Esse resultado pode ajudar a tornar a geração de energia com a queima do glicerol – que já era vantajosa por se tratar de um subproduto da produção de biodiesel – ainda mais interessante.

Energia 

A célula a combustível é feita em duas partes. No ânodo, o combustível – no caso, o glicerol – é oxidado e gera elétrons que atravessam o circuito. Na segunda parte, os elétrons vão para o outro polo, chamado cátodo, onde o oxigênio será reduzido. “A reação de oxigênio é mais rápida em meio alcalino”, afirma a pesquisadora.

A equipe liderada por Lívia empregou ligas de a platina e o paládio como catalizadores no processo de oxidação do glicerol dentro das células. Para a obtenção de energia na célula é necessário que o combustível oxide por completo pelo catalisador, porém, isto muitas vezes não ocorre. “Quando a oxidação não se completa, formam-se os produtos intermediários, reduzindo a quantidade de energia obtida”, diz Lívia.

Alto custo

A maior dificuldade para a popularização das células de combustível está em no custo dos materiais empregados – a platina e o paládio são metais nobres de elevado custo. Outra dificuldade vem do fato da maioria das pesquisas se concentrar sobre o hidrogênio o que, segundo Lívia, requer o uso de tanques pressurizados que tornam o abastecimento mais difícil. O uso de combustíveis líquidos poderia reduzir essa barreira, garante a pesquisadora.

O que diz respeito aos custos do sistema, as pesquisadoras da USP festejam o grande diferencial obtido com a dihidroxicetona. “A vantagem é usar um sistema consorciado, onde se gera energia e, concomitantemente, produtos de maior valor a partir de um subproduto do biodiesel. Assim, não teremos desperdício, muito pelo contrário, teremos mais lucro”, afirmam.

A próxima etapa do trabalho é diminuir a quantidade de platina/paládio a ser empregada nos eletrodos para baratear e viabilizar o uso da tecnologia.

Os resultados obtidos por Lívia estão descritos em sua tese de doutorado Desenvolvimento de células a combustível de álcoois direta: produção de protótipos de alta potência, defendida em maio deste ano.

Com adaptação BiodieselBR.com