Cacto coloca um carro elétrico mais perto da sua garagem

Redação do Site Inovação Tecnológica -  10/05/2016

Os cactos são melhores do que a pele humana quando o assunto é lidar com a umidade. [Imagem: CSIRO/Jesse Hawley]

Quatro vezes melhor

Inspirada em um "simples" cacto, um novo tipo de membrana mostrou potencial para aumentar radicalmente o desempenho das células de combustível e tirar a indústria de carros elétricos da dependência das baterias.

A membrana é o elemento essencial que permite que as células a combustível gerem energia continuamente a partir da combinação de combustíveis como o hidrogênio com o oxigênio do ar, gerando apenas água como resíduo.

Nas condições de elevado calor em que essas células normalmente funcionam, a nova membrana consegue multiplicar a eficiência das células de combustível por um fator de quatro.

Hidratação

"As células de combustível, como as utilizadas em veículos elétricos, geram energia através da mistura de gases, como hidrogênio e oxigênio. No entanto, a fim de manter o desempenho, as células de combustível de membrana de troca de prótons - ou PEMFC - precisam manter-se constantemente hidratadas," explica o professor Aaron Thornton, do instituto CSIRO, na Austrália, que trabalhou em colaboração com pesquisadores da Universidade de Hanyang, na Coreia do Sul.

"Hoje, isto é conseguido colocando as células junto a um radiador, um reservatório de água e um umidificador. A desvantagem é que, quando utilizados num veículo, estes equipamentos ocupam uma grande quantidade de espaço e consomem uma energia significativa," acrescentou.

Biomimetismo

A solução para esse problema foi encontrada nos cactos, que possuem uma estrutura para ajudá-los a capturar e depois reter a água.

"A planta do cacto tem pequenas rachaduras, chamados poros estomáticos, que abrem à noite, quando está frio e úmido, e se fecham durante o dia, quando as condições são quentes e áridas", disse Doherty. "Isso os ajuda a reter água."

"Nossa membrana funciona de maneira semelhante. A água é gerada por uma reação eletroquímica, a qual é então regulada através das nanofissuras na membrana. As fendas se alargam quando expostas a condições de umidificação, e se fecham quando fica seco. Isto significa que as células a combustível podem permanecer hidratadas, sem a necessidade de equipamentos umidificadores externos volumosos."

Bibliografia:

Nanocrack-regulated self-humidifying membranes
Chi Hoon Park, So Young Lee, Doo Sung Hwang, Dong Won Shin, Doo Hee Cho, Kang Hyuck Lee, Tae-Woo Kim, Tae-Wuk Kim, Mokwon Lee, Deok-Soo Kim, Cara M. Doherty, Aaron W. Thornton, Anita J. Hill, Michael D. Guiver, Young Moo Lee
Nature
Vol.: 532, 480-483
DOI: 10.1038/nature17634