Pesquisadores da Universidade de Leicester fizeram um grande avanço na reciclagem de células de combustível, desenvolvendo um método para separar com eficácia materiais catalisadores valiosos e membranas de polímero fluorado (PFAS) de membranas revestidas com catalisador (CCM).
Este desenvolvimento aborda preocupações ambientais significativas relacionadas ao PFAS. Os PFAS, muitas vezes referidos como “produtos químicos eternos”, são conhecidos por contaminar a água potável e representar sérios riscos à saúde. A Royal Society of Chemistry apela ao governo para que tome medidas para reduzir os níveis de PFAS no abastecimento de água do Reino Unido.
O ultrassom de alta potência pode separar rapidamente catalisadores valiosos da membrana polimérica subjacente em menos de um minuto. Fonte da imagem: Universidade de Leicester
Quebrando membranas complexas revestidas com catalisador
As células de combustível e os eletrolisadores de água são componentes essenciais dos sistemas de energia de hidrogênio que alimentam carros, trens e ônibus, e dependem de materiais catalíticos (CCMs) contendo metais preciosos do grupo da platina. No entanto, a forte adesão entre a camada catalisadora e a membrana PFAS dificulta a reciclagem.
Pesquisadores em Leicester desenvolveram um método escalável que utiliza imersão em solvente orgânico e ultrassom de água para separar efetivamente esses materiais, revolucionando o processo de reciclagem.
O ultrassom de alta potência pode separar rapidamente catalisadores valiosos da membrana polimérica subjacente em menos de um minuto. Fonte da imagem: Universidade de Leicester
Jake Yang, da Escola de Química da Universidade de Leicester, disse:"Este método é simples e escalável. Agora podemos separar as membranas PFAS de metais preciosos sem o uso de produtos químicos agressivos, o que revolucionará a forma como as células de combustível são recicladas. As células de combustível há muito são aclamadas como uma tecnologia inovadora para energia limpa, mas o alto custo dos metais do grupo da platina tem sido visto como uma restrição. Uma economia circular para esses metais trará esta tecnologia inovadora para mais perto da realidade. "
Lâminas ultrassônicas reduzem o tempo de reciclagem para segundos
Com base nesse sucesso, a pesquisa de acompanhamento introduziu um processo de estratificação contínua usando um gerador ultrassônico de lâmina feito sob medida que usa ondas ultrassônicas de alta frequência para dividir a membrana e acelerar a reciclagem.
O ultrassom de alta potência pode separar rapidamente catalisadores valiosos da membrana polimérica subjacente em menos de um minuto. Fonte da imagem: Universidade de Leicester
O processo cria bolhas que colapsam sob alta pressão, o que significa que o precioso catalisador pode ser separado em segundos à temperatura ambiente. Este processo inovador é sustentável e economicamente viável, abrindo caminho para uma aplicação generalizada.
Esta pesquisa inovadora foi realizada em parceria com a Johnson Matthey, líder global em tecnologias sustentáveis. Estas colaborações entre a indústria, a universidade e a investigação realçam a importância dos esforços conjuntos para impulsionar o avanço tecnológico.
O ultrassom de alta potência pode separar rapidamente catalisadores valiosos da membrana polimérica subjacente em menos de um minuto. Fonte da imagem: Universidade de Leicester
Ross Gordon, principal cientista pesquisador da Johnson Matthey, disse: "O desenvolvimento de membranas catalíticas de separação ultrassônica de alta intensidade revolucionará a maneira como reciclamos células de combustível. A Johnson Matthey tem orgulho de trabalhar em conjunto para desenvolver essas soluções pioneiras para acelerar a adoção do hidrogênio e, ao mesmo tempo, torná-lo mais sustentável e economicamente viável".
À medida que a procura por células de combustível continua a crescer, este avanço contribui para a economia circular, permitindo a reciclagem eficiente de componentes críticos de energia limpa. Os esforços dos investigadores não só ajudam a tecnologia de células de combustível a alcançar um futuro mais verde e económico, mas também a enfrentar desafios ambientais prementes.
Compilado de /ScitechDaily