Progresso relatado em baterias de prótons com hidrogênio verde

Jun 15, 2023

Novas baterias de prótons podem alimentar pequenos ventiladores azuis hoje, e veículos elétricos amanhã, se tudo correr conforme o planejado.

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Os fãs do hidrogênio verde têm outro motivo para comemorar, na forma de novas baterias de prótons que armazenam eletricidade em eletrodos de carbono hidrogenado. Uma equipe de pesquisa da Universidade RMIT da Austrália tem aprimorado sua tecnologia de baterias de prótons nos últimos cinco anos, em colaboração com um fornecedor automotivo líder global. Eles têm outro avanço para relatar, e novas baterias EV podem estar no mix.

A investigação do RMIT chamou a atenção do Fórum Económico Mundial em 2018, que se entusiasmou com o potencial das baterias de protões para ultrapassarem a tecnologia de iões de lítio.

“A bateria de prótons RMIT pode ser conectada a uma porta de carregamento como qualquer outra bateria recarregável. O que acontece a seguir é extremamente simples: a eletricidade da fonte de alimentação divide as moléculas de água, gerando prótons, que se ligam ao carbono no eletrodo da bateria”, observou o WEF com entusiasmo.

A divisão das águas poderia ter parecido notável há cinco anos, quando o mercado global de hidrogénio verde era apenas um brilho nos olhos de alguém, mas as coisas mudaram desde então.

O hidrogénio verde é produzido a partir da água através da eletrólise, que utiliza eletricidade proveniente de recursos renováveis ​​para “dividir” a água. O custo da energia eólica e solar caiu desde 2018, assim como o custo dos sistemas de eletrólise, o que explica por que o hidrogénio verde tem recebido mais atenção dos investidores desde 2018.

A conexão entre baterias de hidrogênio e prótons é bastante direta. Um átomo de hidrogênio consiste em um próton com carga positiva e um elétron com carga negativa. Se o átomo de hidrogênio conseguir de alguma forma perder seu elétron, ele vagará pelo universo como um próton.

Conforme descrito pela RMIT, armazenar hidrogênio em um eletrodo de carbono hidrogenado economiza energia, em comparação com a produção de gás hidrogênio verde. A alternativa seria armazenar o hidrogénio a alta pressão para utilização numa célula de combustível de hidrogénio.

Em termos gerais, os sistemas de eletrólise são o inverso das células de combustível, por isso não é nenhuma surpresa descobrir que as baterias de prótons descarregam através das células de combustível, mas sem a etapa de armazenamento de sucção de energia envolvida nas células de combustível de hidrogênio.

Conforme explicado pelo pesquisador principal da equipe RMIT, Professor John Andrews, durante o ciclo de descarga as baterias de prótons liberam seus prótons do eletrodo de carbono. Eles passam através de uma membrana para encontrar o oxigênio do ar ambiente. A reação produz água e energia.

“Nossa bateria de prótons tem perdas muito menores do que os sistemas convencionais de hidrogênio, tornando-a diretamente comparável às baterias de íons de lítio em termos de eficiência energética”, acrescenta Andrews (veja mais cobertura sobre baterias de prótons da CleanTechnica aqui).

A equipe da RMIT colabora em seu projeto de pesquisa de baterias de prótons com o principal fornecedor italiano de peças automotivas, Eldor Group, desde 2018 e a colaboração foi estendida por mais dois anos.

A Eldor é mais conhecida por seu trabalho no lado convencional da indústria automobilística, mas está na trilha da eletrificação e da descarbonização, além de manter o foco na melhoria da eficiência dos veículos ICE.

Se a Eldor estiver apostando em baterias de prótons para alimentar o EV do futuro, poderá ter uma longa espera pela frente. Até agora, a colaboração com a RMIT produziu uma bateria de prótons que pode “alimentar vários pequenos ventiladores e uma luz durante vários minutos”.

Isso não parece muito, mas a recompensa pode ser enorme em termos de custos mais baixos de baterias EV e uso sustentável de recursos naturais, em comparação com baterias EV convencionais de íons de lítio. Afinal, o carbono está praticamente em toda parte, mas o lítio não.

Em uma atualização de 27 de julho sobre o projeto, a RMIT observou que a capacidade de armazenamento de seu novo protótipo pesa 2,2% em peso de hidrogênio (% em peso refere-se à medição do armazenamento de hidrogênio em um material). Isso foi quase o triplo da capacidade do protótipo inicial de cinco anos atrás.