Clula a combustvel flexvel poder alimentar robs e drones


Energia

Redação do Site Inovação Tecnológica – 04/10/2021

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Os mdulos da clula a combustvel podem ser minsculos, e montados por encaixe, para gerar mais energia para equipamentos de maior consumo.
[Imagem: Wonchan Hwang et al. – 10.1021/acsenergylett.1c01460]

Clula a combustvel flexvel

Engenheiros coreanos desenvolveram uma clula a combustvel flexvel, um dispositivo que pode converter diversos combustveis, do hidrognio ao metano, diretamente em eletricidade.

Embora vistas como uma das alternativas mais promissoras para um futuro de energia limpa, as clulas a combustvel so equipamentos rgidos e pesados, construdos com diversas camadas de membranas montadas em placas metlicas, alm de diversos componentes para unir essas placas rgidas e pesadas.

Uma clula a combustvel flexvel no apenas torna o equipamento inteiro muito mais leve, como tambm permite pensar em outras aplicaes alm dos veculos, at mesmo equipamentos portteis, como computadores e celulares.

O prottipo uma derivao de uma clula de combustvel de membrana de eletrlito de polmero (PEMFC) passiva, que aproveita o prprio ar ambiente.

A equipe espera que sua clula a combustvel flexvel possa ter uma ampla gama de aplicaes em dispositivos que requerem movimentos mecnicos, como drones e robs, e em dispositivos eletroqumicos baseados em eletrodos de membrana polimrica, que so utilizados em diversos processos, incluindo eletrlise de gua e converso de CO2.

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Prottipos com vrias clulas montadas em srie.
[Imagem: Wonchan Hwang et al. – 10.1021/acsenergylett.1c01460]

Montagem por encaixe

A unidade bsica da clula tem um formato cnico, o que permitiu a simplificao dos componentes e ainda facilita a montagem, permitindo que as peas sejam empilhadas como copos de papel, dispensando os parafusos, porcas, arruelas, flanges e outras peas necessrias nas clulas atuais.

Como o interior do prprio tubo funciona como canal para o combustvel, o projeto tambm elimina a necessidade de uma placa de campo de fluxo. Alm disso, a placa bipolar leve e compacta por ser feita com uma malha de ao inoxidvel, e no com uma placa inteiria.

Como resultado, o peso total das peas, excluindo o conjunto de eletrodo da membrana, foi reduzido para menos de 60%.

Outra caracterstica importante da nova clula de combustvel a sua estrutura 3D flexvel, baseada no princpio do origami: O projeto de trelia cnica reversa permite que a clula seja facilmente curvada e at dobrada a 90 , o que reduziu seu volume em quase 50% sem degradao no desempenho – o prottipo alcanou 897,7 W/kg quando alimentado com hidrognio.

Por ltimo, tambm possvel aumentar a potncia total de sada conectando vrios mdulos em srie, com as unidades individuais sendo conectadas simplesmente inserindo as partes tubulares umas nas outras.

Bibliografia:

Artigo: Origami-based Flexible and Simple Tubular Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Stack
Autores: Wonchan Hwang, Sungjun Kim, Chi-Yeong Ahn, Yong-Hun Cho, Yung-Eun Sung
Revista: ACS Energy Letters
DOI: 10.1021/acsenergylett.1c01460

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