Pesquisadores desenvolvem método para células a combustível de cerâmica protônica AM

21 de agosto de 2023

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Pesquisadores da Clemson University, Carolina do Sul, EUA, desenvolveram um novo método para fabricação aditiva de células a combustível de cerâmica protônica. Este dispositivo de energia renovável tem potencial para gerar eletricidade de forma mais sustentável do que os combustíveis fósseis.

As células a combustível de cerâmica protônica são alimentadas por combustíveis renováveis ​​como hidrogênio, amônia, hidrocarbonetos e álcoois, em vez de carvão ou petróleo. No entanto, o desafio tem sido transferi-los do laboratório para o mundo real devido às dificuldades na fabricação em grande escala.

Para resolver esse problema, uma equipe do Laboratório de Pesquisa de Materiais Avançados de Clemson utilizou seu conhecimento de Manufatura Aditiva para construir células de combustível de cerâmica protônica em formato tubular. Este projeto oferece diversas vantagens em relação aos projetos planos, incluindo maior durabilidade e vedação mais fácil.

A equipe testou uma única célula de combustível por 200 horas usando hidrogênio como combustível e descobriu que ela produzia energia de forma consistente. Os pesquisadores afirmaram que a Fabricação Aditiva de células a combustível de cerâmica protônica proporciona maior precisão, consistência e preço acessível em comparação com as técnicas tradicionais de fabricação.

A equipe de Clemson publicou suas descobertas na revista ACS Energy Letters. O primeiro autor foi o candidato ao doutorado Minda Zou, e os autores correspondentes foram o pesquisador de pós-doutorado Jiawei Zhang e o professor Jianhua 'Joshua' Tong, todos do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais. “Nosso trabalho sugere que o 3DP pode abrir caminho para aplicações reais de PCFCs tubulares”, escreveu a equipe no artigo.

Tong disse que grande parte do que torna a pesquisa única foi que a equipe foi capaz de fabricar aditivamente todas as três camadas necessárias em uma célula de combustível – o ânodo, o cátodo e o eletrólito. “Ninguém mais fez isso”, acrescentou. “Mais importante ainda, o método é simples e econômico, o que é promissor para comercialização.”

Atualmente, são necessárias aproximadamente três horas para fabricar aditivamente uma célula de combustível. No entanto, a equipe planeja desenvolver um design mais avançado como próxima etapa de seu trabalho. Se tiver sucesso, Tong acredita que será possível comercializar células de combustível de cerâmica protônica AM em cerca de cinco anos.

O artigo, 'Células de combustível de cerâmica tubular protônica altamente escaláveis ​​habilitadas para impressão 3D' está disponível aqui.

https://www.clemson.edu/

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