Célula organometálica produz eletricidade e química fina

Redação do Site Inovação Tecnológica - 09/03/2011

Protótipo da nova célula a combustível organometálica, que produz química fina, além de eletricidade.
[Imagem: Peter Rüegg/ETH Zurich]

Química ambientalmente correta

Um grupo de pesquisadores suíços e italianos desenvolveu uma nova célula a combustível organometálica.

Além de gerar eletricidade, a célula produz compostos da chamada química fina, a partir de matérias-primas renováveis.

E, como as demais células a combustível, ela faz seu trabalho sem deixar qualquer resíduo e sem a geração de poluentes.

"Esta célula a combustível não vai resolver os problemas energéticos do mundo," pondera o Dr. Hansjörg Grützmacher. "Mas eu acho que o fato de ela poder ser usada para fazer produtos da química fina a partir de matérias-primas renováveis, sem resíduos, é um enorme avanço."

Célula a combustível organometálica

O princípio de funcionamento da célula a combustível organometálica é totalmente diferente das outras células a combustível.

A base é um complexo molecular especial contendo ródio metálico. Esse complexo é incorporado molecularmente no material do anodo.

O anodo de uma célula de combustível absorve as cargas liberadas e as transfere para o catodo, que novamente as libera - esse é o fluxo que corresponde à corrente elétrica gerada.

A característica especial da célula a combustível organometálica é que o complexo molecular no anodo age como um catalisador, e sua função pode ser facilmente otimizada.

O material de suporte do anodo é carbono em pó, ao qual o complexo molecular é aplicado como uma fina dispersão.

Conforme a reação química vai ocorrendo, o catalisador ativo começa a se formar, o que significa que são gerados vários catalisadores específicos para cada um dos passos da reação.

Etanol ou açúcar

O combustível básico da célula organometálica é um álcool, como o etanol, que é convertido em um aldeído correspondente e, no passo seguinte, em um ácido carboxílico.

Mas os cientistas afirmam que a célula pode processar não apenas alcoois, mas também açúcares, como a glucose - em qualquer caso, produtos de origem renovável.

Em escala experimental, por exemplo, o 1,2-propanodiol, um diálcool obtido a partir de matérias-primas renováveis, foi convertido de forma muito seletiva em ácido láctico.

O ácido lático é produzido industrialmente em grande escala para uso na fabricação de polímeros biodegradáveis.

O único problema é que, para cada tonelada de ácido láctico produzida, a maioria dos processos gera cerca de uma tonelada de sulfato de cálcio, um material que exige um descarte dispendioso.

Por seu lado, a nova célula a combustível organometálica não deixa qualquer resíduo ao fazer o mesmo processo.

Primeiros passos

Um dos inconvenientes da nova célula a combustível organometálica é que ela só trabalha com soluções aquosas.

Além disso, ela é bastante lenta, uma vez que, devido ao projeto de construção do dispositivo, as reações químicas somente ocorrem nas superfícies da sua estrutura interna.

"No entanto, o uso de solventes não-aquosos também é concebível. Estamos apenas no começo [do desenvolvimento] e deveremos, antes de tudo, entender como uma mudança nos parâmetros do processo afetará a eficiência global do sistema," disse Grützmacher.

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