Químico desenvolve material utilizado em eletrodos de células a combustível

ISABEL GARDENAL

Criar um novo material sólido para ser utilizado em eletrodos de células a combustível foi uma das proposições da pesquisa do doutorando Jean Marcel Ribeiro Gallo, defendida recentemente no Instituto de Química (IQ). Trata-se de um condutor de eletricidade baseado na estrutura de uma “peneira molecular”, que por sua vez é um importante material de suporte com uma grande área superficial a qual garante maior espaço para ocorrerem reações de interesse da pesquisa. Além do valor do invento, que busca a substituição das fontes de energia tradicionais por uma alternativa e sustentável, o trabalho revela-se a primeira experiência do Instituto num programa de doutorado de co-tutela. A parceria, neste caso com a Università del Piemonte Orientale, Itália, possibilitará a Gallo receber dois diplomas com o título de doutor em ciências. Na Itália, o certificado será expedido em poucas semanas.

Gallo relata que aproveitou ao máximo a permanência na Itália e que sua escolha recaiu sobre este país por uma conjunção de fatores, sendo talvez o mais forte o fato de ter ascendência italiana. Ele chegou em Alessandria, cidade que abriga aquela universidade, com algumas incertezas em relação à língua, pois havia feito apenas um curso básico no Brasil. Mas estava convicto quanto à escolha do tema que iria desenvolver, o que facilitou optar por uma pesquisa de envergadura, tendo como foco as células a combustível. Ganhou dois orientadores: a professora Heloise de Oliveira Pastore, atual diretora do IQ, e o professor italiano Leonardo Marchese, do Departamento de Ciência e Tecnologia Avançada da Università del Piemonte Orientale.

No estudo de Gallo, o novo material é descrito como um sólido cerâmico poroso. Ele possui poros de tamanhos muito precisos, capazes de selecionar moléculas, característica que herdou das peneiras moleculares. Mas também contém partículas condutoras de grafite que permitem o seu emprego como eletrodos na célula a combustível. Sobre esse material são depositados os metais que são os catalisadores, já devidamente descritos na literatura. “O fato de se usar especificamente estes catalisadores não foi descoberto por nós. O que é de nossa autoria é o material com o qual se fazem os eletrodos. Ele exibiu um desempenho maior (20% a 40%) do que o material comercial”, ressalta Pastore.

As células a combustível, informa o pesquisador, correspondem a baterias que, ao invés de serem carregadas na corrente elétrica, como aquelas dos celulares e dos notebooks, passam a ser alimentadas com combustível. Em sua pesquisa, o combustível adotado foi o metanol, cuja uso foi detalhado ao longo dos quatro anos de doutorado, “entretanto o etanol será o objetivo futuro do nosso trabalho”, esclarece. O etanol, o mesmo álcool presente nas bebidas alcoólicas e nos combustíveis dos postos de gasolina, se distingue do metanol por duas razões principais: é menos tóxico, apresentando menor risco de contaminação; e é produzido abundantemente no Brasil a partir da cana-de-açúcar.

Pastore aponta que a reação da célula produz gás carbônico (CO2). Por esse motivo, salienta que algumas pessoas têm questionado a sustentabilidade de tal sistema, já que emite um gás estufa, mas também ressalta que neste caso é um bioálcool. “Portanto, de uma certa forma é tão sustentável e renovável quanto o etanol usado nos veículos.”

Gallo chegou à avaliação da nova família de materiais cerâmicos, denominada por ele e seus orientadores “carbonos cerâmicos mesoporosos”, com medidas eletroquímicas baseadas na variação da voltagem, em função do quanto a célula deve produzir de corrente elétrica. A tecnologia das células a combustível não é recente, adianta. O primeiro boom sobre o assunto ocorreu na década de 70.

Existe inclusive o uso dessas células comercialmente, expõe o químico. “Não tanto deste tipo que trabalhamos. Embora já haja sistemas comerciais que estão sendo vendidos e instalados. Um muito difundido é o gerador de eletricidade de emergência da Universidade da Califórnia, relata o pesquisador. “Por outro lado, ainda será preciso avançar para substituir completamente os sistemas em uso atualmente.”

As intervenções na tese, segundo Gallo, partiam de ambos os orientadores e não raro discutiam a três o passo a passo do trabalho. Ele enviava alguns rascunhos efetuados na Itália para Pastore fazer suas próprias anotações, e vice-versa. Apesar de mais trabalhosa, a pesquisa valeu a pena na sua opinião e resultou em um “material duplamente qualificado”.

O químico garante que é inédita na Unicamp a investigação de células a combustível baseadas em etanol ou metanol. “Temos no Instituto de Física um grupo de pesquisa dedicado a estas células, porém alimentadas diretamente com hidrogênio. O nosso estudo envolve uma célula a combustível baseada em metanol como modelo para uso na direção do etanol.”

O custo final de uma célula a combustível desse tipo ainda não foi estimado, pois a produção ocorreu apenas em escala laboratorial. Os testes iniciais, feitos com metanol, indicam que a célula construída com o novo sólido para os eletrodos tem um melhor desempenho, particularmente em um dos eletrodos da célula a combustível. O uso no outro eletrodo precisará passar por um processo de otimização. “Após isso ainda será necessário determinar como fazer a célula funcionar com o etanol, o que é tecnicamente mais difícil, para então começar a pensar em comercialização. Uma coisa é certa: estudaremos o uso do etanol”, afirma.

fonte:http://www.unicamp.br/unicamp/unicamp_hoje/ju/abril2010/ju456_pag11.php#