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Curiosidades da Dra Shirley

Células a combustível ganham eletrólito milhões de vezes mais eficiente

11/11/2008

Células a combustível ganham eletrólito milhões de vezes mais eficiente
O modelo molecular do novo material condutor de íons mostra os numerosos vazios na interface entre os dois materiais, um caminho aberto para que os íons viajem livremente.[Imagem: Maria Varela]

 

Sarah Wright
11/08/2008

Cientistas espanhóis sintetizaram um novo material que é milhões de vezes melhor do que os atualmente utilizados nas células a combustível, uma das mais promissoras formas de geração de energia no futuro.

Células a combustível de óxido sólido

As células a combustível a combustível geram eletricidade a partir do hidrogênio, um combustível limpo, produzindo apenas água como subproduto. Apesar dos grandes avanços recentes, elas ainda exigem temperaturas muito altas para funcionar.

A tecnologia chamada célula a combustível de óxido sólido (SOFC, na sigla em inglês) precisa de um material condutor de íons - um eletrólito sólido, de onde deriva seu nome - para permitir que os íons de oxigênio viajem do catodo para o anodo.

Os materiais atuais não oferecem vazios em escala atômica grandes o suficiente para acomodar os íons que estão se movimentando. A coisa não é tão simples quanto transmitir eletricidade, por exemplo, por que os íons são muito maiores do que os elétrons.

Alta condutividade iônica

"O novo material em camadas resolve este problema combinando dois materiais com estruturas cristalinas muito diferentes. Esse descasamento gera uma distorção no arranjo atômico na interface [dos dois materiais] e cria uma rota através da qual os íons podem viajar facilmente," explica Maria Varela, que analisou a estrutura do novo material no laboratório ORNL, nos Estados Unidos.

Os materiais atuais forçam os íons a se mover por espaços muito estreitos, o que diminui sua velocidade e a eficiência da célula a combustível. O aumento colossal na condução iônica do novo material, que chega à impressionante cifra de 100 milhões de vezes, traz consigo outra vantagem adicional: o mecanismo funciona praticamente à temperatura ambiente.

Condutância na interface

O novo eletrólito é formado pela superposição de uma camada de zircônia estabilizada com óxido de ítrio sobre uma camada de titanato de estrôncio. Os cientistas comprovaram que a condutância iônica na heteroestrutura resultante dessa superposição é um fenômeno que acontece na interface dos dois materiais, já que ela é independente da espessura de cada um dos filmes.


Bibliografia:
Colossal Ionic Conductivity at Interfaces of Epitaxial ZrO2:Y2O3/SrTiO3 Heterostructures
J. Garcia-Barriocanal, A. Rivera-Calzada, M. Varela, Z. Sefrioui, E. Iborra, C. Leon, S. J. Pennycook, J. Santamaria
Science
1 August 2008
Vol.: 321: 676-680
DOI: 10.1126/science.1156393

 

Fonte:

 

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=celulas-a-combustivel-ganham-eletrolito-milhoes-de-vezes-mais-eficiente

 

 


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