Açafrão deixa células de combustível mais eficientes e ecológicas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/04/2022

O combustível verde (etanol), representado pelas gotículas, interage com nanopartículas de ouro envoltas em curcumina, produzindo eletricidade de forma eficiente, sem combustão e sem poluição.
[Imagem: Lakshman Ventrapragada/Sai Prasad Nayak]

Tempero para células a combustível verdes

A cúrcuma, uma especiaria encontrada na maioria das cozinhas, foi usada para criar um extrato capaz de viabilizar células a combustível mais seguras e eficientes.

As células a combustível convertem diretamente um combustível - como o hidrogênio ou o etanol - em eletricidade, sem emitir poluentes porque elas usam uma reação química, em vez da combustão. O cenário ideal consiste em carros elétricos com tanques que podem ser completados com etanol ou hidrogênio, com a célula transformando o biocombustível em eletricidade.

Elas são usadas há décadas no espaço, mas tem sido difícil viabilizar sua exploração aqui embaixo por algumas dificuldades técnicas e muitas dificuldades de custo.

Sai Nayak e seus colegas dos EUA e da Índia descobriram agora que a combinação da curcumina - extraída do açafrão - com nanopartículas de ouro produz um eletrodo que requer 100 vezes menos energia para converter eficientemente etanol em eletricidade.

É o melhor catalisador para oxidação de um álcool obtido até hoje.

"Para tornar [as células a combustível] um produto comercial, para podermos encher nossos tanques com etanol [e alimentar carros elétricos], os eletrodos precisam ser altamente eficientes," disse Lakshman Ventrapragada, membro da equipe. "Ao mesmo tempo, não queremos eletrodos muito caros ou substratos poliméricos sintéticos que não sejam ecologicamente corretos porque isso anula todo o propósito. Queríamos olhar para algo verde para o processo de geração das células de combustível e se tornar a própria célula de combustível."

Células a combustível com curcumina

A equipe se concentrou no ânodo da célula a combustível, onde o etanol ou outra fonte de alimentação é oxidado, porque as células a combustível usam amplamente a platina como catalisador. Só que, além de extremamente cara, a platina sofre de um "envenenamento" por causa de compostos intermediários na reação, como o monóxido de carbono.

O ouro também não é barato. Contudo, embora já existam algumas alternativas, os pesquisadores o utilizaram como catalisador para aferir o rendimento da estrela da sua pesquisa, que era a curcumina.

Selecionada devido à sua singularidade estrutural, a curcumina foi usada para estabilizar as nanopartículas de ouro, formando uma rede porosa. Os pesquisadores depositaram as nanopartículas de ouro-curcumina na superfície do eletrodo sob uma corrente elétrica 100 vezes menor do que em experimentos anteriores.

"Sem esse revestimento de curcumina, o desempenho é ruim," disse o professor Apparao Rao. "Precisamos desse revestimento para estabilizar e criar um ambiente poroso ao redor das nanopartículas, e então elas fazem um super trabalho com a oxidação do álcool."

A equipe agora está procurando por um parceiro da indústria que viabilize o teste de sua tecnologia em larga escala.

Curiosamente, os primeiros interessados vieram da indústria farmacêutica. Em seus experimentos, a equipe descobriu que as nanopartículas de curcumina são excelentes sensores de dopamina, um neurotransmissor envolvido em desordens como Parkinson e hiperatividade. Vendo pesquisas similares na literatura, a equipe decidiu analisar suas amostras de urina, constatando que seu material permite medir a dopamina até a faixa clínica aprovada, um método bem mais barato do que os testes usados hoje, contou o professor Rao.

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