Inovações podem tornar carros elétricos mais limpos e independentes de motorização complementar a gasolina
Aperfeiçoar a tecnologia do carro elétrico, tornando-o 100% limpo e independente de motorização complementar a gasolina, é o objetivo do físico Vinícius Dantas de Araújo, pesquisador do Programa de Pós-Graduação Interunidades em Ciência e Engenharia de Materiais da USP, em São Carlos. Vinícius desenvolve um catalisador que realiza a oxidação do monóxido de carbono (CO), gás que inviabiliza o funcionamento permanente dos eletrodos que transformam hidrogênio em eletricidade, gerando energia para o veículo. Outro experimento pretende obter o hidrogênio a partir do vapor de etanol.
Um carro elétrico, diferente dos convencionais (com motor movido à gasolina), funciona através de um motor elétrico. O “alimento” que possibilitará tal funcionamento são as chamadas “células a combustível”, onde o hidrogênio, em sua forma gasosa, serve de matéria-prima. Porém, mesmo com motor elétrico, este tipo de carro ainda possui um pequeno motor à gasolina, necessário para ligar um gerador que, por sua vez, irá produzir energia elétrica.
Vinícius explica que a transformação do hidrogênio em combustível exige algumas especificidades. “Os eletrodos, responsáveis por transformar hidrogênio gasoso em eletricidade, param de funcionar muito rapidamente, caso haja a presença de CO nesse processo”, afirma. “A ideia é utilizarmos um catalisador com óxido de Cério (CeO2), dopado (um dos átomos de cério na molécula é substituído) com cobre (Cu), para transformar o CO em dióxido de carbono (CO2), já que este último não inviabiliza a produção de energia”, explica o doutorando.
Outra parte da pesquisa de Vinicius é utilizar como dopante o cobalto (Co) ao invés do cobre. O intuito final é que o CeO2 dopado com cobalto seja eficiente na produção de hidrogênio gasoso, a partir da reforma do vapor do etanol. “Pegamos as moléculas de etanol, as fazemos passar pelo catalisador e, do outro lado, tudo será transformado em hidrogênio e CO2″.
Resultados
Nos dois estudos, tem-se as seguintes metas: no primeiro caso, produção de hidrogênio; no segundo, sua purificação. E nos dois casos, Vinícius já chegou a resultados animadores. “Já fizemos testes de catálise e os resultados mostraram que o CeO2 dopado com 3% de Cobre já consegue fazer 100% de oxidação do CO em CO2”, destaca o aluno. “Outro material estudado, o CeO2 dopado com cobalto já conseguiu transformar o etanol em hidrogênio”. Diante de tais resultados, um carro totalmente elétrico poderá ser produzido no futuro, sem necessidade um motor a gasolina complementar.
Durante o ano em que ficará na Espanha, realizando um “Doutorado-sanduíche” da Universitar de Valencia, Vinicius pretende aprimorar suas pesquisas através de caracterizações ópticas, com o intuito de correlacionar as propriedades ópticas e estruturais do material (óxido de cério dopado com cobre ou cobalto) com a eficiência deste material como catalisador, fazendo sua colaboração para popularizar os tão almejados veículos limpos da seguinte forma: produzindo células de combustível completamente limpas e, sobretudo, mais baratas.
“No momento, esses materiais não são viáveis, economicamente, para uma produção em larga escala. Mas em um futuro breve isso mudará”, destaca o pesquisador. Físico de formação, pela Universidade Estadual Paulista (Unesp),Vinícius concluiu seu Mestrado no curso de Ciência e Engenharia de Materiais da USP, e já emendou seu doutorado, através da Pós-Graduação Interunidades em Ciência e Engenharia de Materias, promovida pelas Unidades do campus da USP em São Carlos.
Depois de iniciar seu Doutorado, sob orientação de Maria Inês Basso Bernardi, pesquisadora do Grupo Crescimento de Cristais e Materiais Cerâmicos (CCMC) do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP, Vinícius optou por continuar seus estudos com materiais óxidos (estudados desde o Mestrado), mas dessa vez com CeO2 dopado com cobre. A pesquisa pretende que um átomo de cério na molécula CeO2 seja substituído por um átomo de cobre, material que pode ser utilizado como catalisador (dispositivo que trata gases emitidos pelo escapamento de carros) para fazer a oxidação do CO.
Imagem: Wikimedia Commons
Mais informações: email dantas@ursa.ifsc.usp.br, com Vinícius Dantas de Araújo
Do IFSC / Agência USP de Notícias, publicada pelo EcoDebate, 15/03/2012
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