A utilização do hidrogênio como vetor de energia é uma solução sedutora. Para tanto, o conjunto de atividades ligadas ao hidrogênio não pode se desenvolver senão com o domínio de duas etapas-chaves: a produção de hidrogênio em grande quantidade por eletrólise da água nos dispositivos chamados eletrolisadores e a utilização do hidrogênio nas pilhas a combustível para fornecer energia para a reação de oxidação desse hidrogênio.
Atualmente, tais processos necessitam da utilização da platina como catalisador, que permite acelerar a reação química. O problema é que este metal é extremamente raro no planeta, da ordem de 5 ppm, uma abundância equivalente àquela do ouro. Também é muito caro, daí a necessidade imperiosa de se libertar da platina.
Representação artística do átomo de Hidrogênio.
Créditos: Uberreview.
Os pesquisadores que, atualmente, são levados a substituir a platina por metais mais abundantes na Terra, e de baixo custo, se inspiram em processos químicos existentes em certos organismos vivos. Estes, de fato, dispõem de surpreendentes sistemas enzimáticos, chamados "hidrogenases", que não utilizam senão metais abundantes, como o ferro e o níquel, que lhes permite utilizar o hidrogênio como fonte energética ou produzi-lo a partir da água.
Tais enzimas representam uma verdadeira fonte de inspiração para o químico que sintetiza compostos á base de níquel e de ferro, análogos estruturais das hidrogenases, e elabora assim novos catalisadores. Fala-se, também, de química bioinspirada.
Acontece que, para serem utilizáveis nos dispositivos tecnológicos, esses catalisadores sintéticos devem, assim como a platina, ser fixados em quantidades muito elevadas nos eletrodos. Dado ao fato de sua geometria, que permite aumentar consideravelmente a superfície potencial de ligação do catalisador, e sua grande condutividade elétrica, os nanotubos de carbono representam uma boa solução para contornar essa dificuldade.
É neste contexto que pesquisadores de diferentes laboratórios do CEA (Commissariat à l'Énergie Atomique) francês conseguiram imobilizar um desses catalisadores bioinspirados, à base de níquel, via enxertia através de ligação covalente, em nanotubos de carbono. O material assim obtido apresenta uma atividade catalítica promissora, ao mesmo tempo para a produção e utilização do hidrogênio.
Além disso, ele se revela extremamente estável e capaz de funcionar em um meio bastante ácido, o que lhe permite ser compatível com as membranas trocadoras de prótons, utilizadas de modo quase universal nas pilhas a combustível que funcionam à baixa temperatura.
FONTE: CEA
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