Ambientes altamente ácidos são ideais para a rápida reação de oxidação do hidrogênio, processo central das células de combustível, mas as células tradicionais dependem de catalisadores de metais preciosos como platina e paládio, que são caros.
Para reduzir custos, a equipa de investigação de Abruña e Muller da Universidade Cornell, em colaboração com o Centro de Soluções de Energia Alcalina, desenvolveu um catalisador de níquel revestido a carbono que mantém a atividade da reação de oxidação do hidrogênio em ambientes alcalinos. Nos testes, este catalisador, emparelhado com um catalisador de reação de redução de oxigênio, alcançou uma densidade de potência superior ao referencial do Departamento de Energia dos EUA, estabelecendo uma base para aplicações de células de combustível alcalinas que utilizam metais baratos como níquel e cobalto.
O professor Héctor D. Abruña afirmou: "Isto pode ser transformador para aplicações de células de combustível, pois elimina a necessidade de metais preciosos. Ele atinge as métricas de desempenho que as pessoas procuram em materiais de baixo custo." A investigação foi publicada na revista *Proceedings of the National Academy of Sciences*, com David Muller como co-autor correspondente e Li Qihao e Shi Zixiao como co-primeiros autores.
Os investigadores observam que meios alcalinos permitem o uso de metais não preciosos, mas o níquel sozinho oxida-se e desativa-se facilmente. Através de técnicas de microscopia e espectroscopia, descobriram que o revestimento de carbono protege a superfície do níquel, formando uma camada de grafeno em nanoescala que permite o túnel eletrónico para a reação, evitando simultaneamente a oxidação. Imagens comparativas confirmaram a eficácia do revestimento.
Testes de desempenho mostraram que a célula alcançou uma densidade de potência de 1 watt por centímetro quadrado, excedendo o objetivo do Departamento de Energia e equiparando-se às células de combustível de metal precioso. O custo do catalisador deixou de ser uma limitação, mas a durabilidade precisa ser melhorada para 15.000 horas de operação. Abruña disse: "Estamos em cerca de 2.000 horas, já dentro do alcance." Melhorias de engenharia podem preencher a lacuna, e a tecnologia tem potencial para uso em veículos, geradores e sistemas de energia distribuída.
Detalhes da publicação: Autor: Kate Blackwood, Universidade Cornell; Título: *Platinum-free fuel cells get a boost thanks to carbon-coated nickel catalyst*; Publicado em: *Proceedings of the National Academy of Sciences* (2026).
