Pesquisadores da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) desenvolveram um dispositivo que utilliza hidrogênio para gerar eletricidade e calor. As chamadas pilhas a combustível podem fornecer energia para qualquer tipo de sistema, desde aparelhos portáteis até grandes cidades e indústrias. A utilização do equipamento tem a vantagem de produzir energia limpa, não poluente e renovável.
As novas pilhas não se assemelham às conhecidas baterias que fazem funcionar os equipamentos eletrônicos. Elas são constituídas de finas multicamadas cerâmicas, formando placas com 15cm de comprimento e largura e 1,5mm de espessura, que lembram folhas de papel. Enquanto as pilhas comuns são fontes geradoras que se desgastam rapidamente, as desenvolvidas pelo grupo do Laboratório de Materiais e Pilhas a Combustível (Lampac) da UFMG têm vida útil quase ininterrupta, porque funcionam a partir da injeção de hidrogênio e não do consumo de seus constituintes. ;A pilha normal contém elementos químicos em seu interior que são convertidos em eletricidade até que se esgotem, sendo então a pilha recarregada ou substituída. No caso da pilha que desenvolvemos, os elementos químicos a serem convertidos são oxigênio e hidrogênio, e, como eles podem ser fornecidos de modo contínuo, a pilha mantém a produção de energia indefinidamente;, explica Rosana Zacarias Domingues, química e uma das coordenadoras do projeto.
O maior diferencial dessas pilhas, no entanto, é o uso de altas temperaturas para converter combustíveis químicos em eletricidade. ;Temperaturas entre 800;C e 900;C quebram as moléculas de hidrogênio. Essas reações dispensam catalisadores nobres, como a platina, que aumenta o custo da geração de energia;, esclarece Rosana. O protótipo desenvolvido pelo Lampac é formado por três componentes básicos: um cátodo, um anodo e um eletrólito ; como qualquer outra pilha. Porém, esses componentes são produzidos com materiais cerâmicos de alta tecnologia que demandam tratamento térmico em fornos que alcançam 1.700;C.
Segundo Túlio Matencio, outro químico coordenador do projeto, é justamente por funcionar em alta temperatura que a pilha adquire a vantagem de ter um rendimento energético muito superior aos atuais modelos, como os baseados em combustíveis fósseis. ;O calor gerado na reação química que produz eletricidade também pode ser aproveitado, o que aumenta o rendimento.;
Para efeito de comparação, a eficiência do carro a gasolina é baixa, ficando em torno de 20%. Todo o calor expelido é desperdiçado. Já a pilha a combustível pode alcançar rendimento superior a 80%. ;O calor acaba virando fonte para gerar energia e pode, por exemplo, aquecer ou acondicionar uma casa. É o mínimo de desperdício;, comenta Matencio. Outra vantagem do equipamento é o que os pesquisadores chamam de reforma interna. O hidrogênio ; necessário para a reação química que ocorre no interior da pilha ; pode ser obtido a partir do etanol. ;Por trabalhar em altas temperaturas, a pilha pode quebrar as moléculas do etanol e transformá-las em hidrogênio;, observa o químico.
Módulos
As pilhas precisam funcionar agrupadas em módulos. Sozinhas, elas produzem apenas 1,1 voltz. ;Um módulo da altura de uma geladeira, com cerca de 300 células empilhadas, gera de 1kW a 5kW, podendo, por exemplo, abastecer um condomínio pequeno;, exemplifica Rosana.
Para Claudio Homero, engenheiro químico de tecnologia e normalização da Companhia Elétrica de Minas Gerais (Cemig), parceira no projeto, a pilha a combustível é importante para a tecnologia de geração de energia distribuída. ;Ou seja, o consumidor pode ter essa energia gerada próxima à sua casa, evitando investimentos em redes de distribuição e, consequentemente, apagões.;
A pesquisa agora pretende produzir um protótipo comercial de 500 watts para pequenas aplicações domésticas e comerciais. ;A ideia é ter um gerador capaz de suprir a demanda de energia em locais remotos ou onde o essencial seja a qualidade e não o preço da energia, como ocorre em hospitais e centros de processamento de dados;, informa Rosana. Isso porque a produção dessa pilha ainda é cara. ;O valor chega a ser 10 a 100 vezes maior que o preço atual da energia convencional;, observa a pesquisadora.