Material cer�mico converte energia solar em combust�vel veicular

Converter energia solar em combust�vel que pode ser estocado e disponibilizado para o abastecimento de ve�culos j� � realidade, pelo menos em laborat�rio.

O experimento, realizado pela equipe da Dra. Sossina Haile, do Instituto de Tecnologia da Calif�rnia (Caltech), nos Estados Unidos, abre uma nova via para a produ��o sustent�vel de energia - um dos maiores desafios da atualidade.

A pesquisadora esteve no Brasil apresentando os �ltimos resultados de suas pesquisas, durante a 6� Confer�ncia Internacional em Eletrocer�mica, realizada em Jo�o Pessoa, na Para�ba.

"Para realizar a convers�o de energia, utilizamos um material cer�mico, o �xido de c�rio (CeO2)", disse Haile. "Aquecido a altas temperaturas, ele libera oxig�nio (O2), sem perder sua estrutura. Isso � pura termodin�mica: manuten��o do estado de equil�brio. Resfriado, volta a absorver oxig�nio."

"Se o resfriamento ocorrer em presen�a de vapor de �gua (H2O) ou g�s carb�nico (CO2), o oxig�nio ser� retirado das mol�culas de uma ou outra dessas subst�ncias, e a reoxida��o resultar� na libera��o de hidrog�nio (H2), em um caso, ou de mon�xido de carbono (CO), no outro - ambos com grande potencial como combust�veis," complementou

C�rio e zirc�nio

Para aquecer o material, a equipe de Haile usa um reator que consiste em uma cavidade termicamente isolada, cuja tampa, de cristal de quartzo, concentra a radia��o solar - um forno termossolar.

O �xido de c�rio, formando uma pe�a �nica e porosa, reveste internamente o forno.

O oxig�nio liberado ap�s o aquecimento flui por uma sa�da no fundo do recipiente. E os gases (H2O ou CO2), que resfriam o �xido de c�rio, entram radialmente na cavidade, atravessando os poros do material. Pela mesma porta de sa�da, escapam o hidrog�nio ou o mon�xido de carbono, ejetados ap�s a reoxida��o.

"Uma pergunta espec�fica que fizemos foi: como modificar o material de modo a aumentar a efici�ncia do processo e operar em temperaturas mais baixas?", contou Haile.

A pergunta � muito relevante do ponto de vista tecnol�gico, uma vez que a diminui��o da temperatura de redu��o do �xido favorece bastante a constru��o do reator.

"Verificamos que, agregando zirc�nio ao �xido de c�rio, � poss�vel liberar o oxig�nio com temperaturas menores. Em vez de operar a 1.600 ou 1.500 graus Celsius, � poss�vel operar a 1.450 ou 1.350 graus - o que � muito vantajoso," disse Haile.

"O zirc�nio possibilita baixar a temperatura porque torna a libera��o de oxig�nio da estrutura mais f�cil do ponto de vista termodin�mico. Por outro lado, a cin�tica da reoxida��o posterior fica mais lenta", ponderou a pesquisadora.

Foram realizados, ent�o, v�rios testes, de modo a chegar � porcentagem �tima de zirc�nio para favorecer tanto a temperatura quanto a cin�tica. "Constatamos que com um acr�scimo de zirc�nio da ordem de 10% a 20% � poss�vel atender a ambas expectativas", afirmou.

Apesar dos sucessos obtidos, a equipe continua trabalhando, uma vez que a temperatura de opera��o do sistema ainda � alta demais para aplica��es pr�ticas e � necess�rio melhorar a efici�ncia geral do processo.

Inova��o Tecnol�gica