Ao longo dos anos, a sociedade tem enfrentado dois grandes problemas ambientais. O primeiro é o aumento da emissão de gases de efeito estufa, que causa o aquecimento global, sendo que esses gases são liberados principalmente pelos automóveis com motores a combustão. O segundo problema é a falta de tratamento adequado das águas residuais (esgoto doméstico, agrícola e industrial), que frequentemente contêm substâncias nocivas à saúde. Um dos principais constituintes de águas residuais é a ureia, presente tanto na urina animal e humana, bem como nas águas de descarte da agricultura (onde é usada como fertilizante) e da indústria (como na produção têxtil e de resinas). Apesar de não ser tóxica, a ureia pode sofrer decomposição e transformar-se em substâncias prejudiciais a saúde como, por exemplo, amônia.
Outro ponto de preocupação é o esgotamento das fontes de energia não renováveis, como petróleo, carvão mineral, gasolina e diesel. Por isso, é urgente desenvolver fontes de energia limpas e renováveis. Nesse contexto, uma fonte promissora é a célula a combustível, que gera energia elétrica por meio de reações químicas. Em especial, as células a combustível de ureia direta (DUFC) têm ganhado destaque, pois operam em baixas temperaturas e podem alcançar altas potências.
Uma célula a combustível de ureia (DUFC) funciona de maneira semelhante a uma pilha usada em controles remotos, ou seja, a partir de uma reação química
gera-se energia elétrica.
No ânodo, a ureia é oxidada, e produz gás nitrogênio (N2), dióxido de carbono (CO2) e água (H2O. No cátodo, o oxigênio do ar (O2) é reduzido, o que é o processo oposto à oxidação, formando água. Essas reações geram energia elétrica, que pode ser usada para alimentar aparelhos eletrônicos como, por exemplo, um liquidificador. Vale ressaltar que os produtos gerados por essa célula a combustível são em sua maioria inofensivos ao meio ambiente, com exceção do CO2. No entanto, a quantidade de CO2 liberada é menor em comparação com outras fontes de energia não renováveis. Para melhorar a eficiência dessas células, utiliza-se metais que aceleram as reações, chamados de catalisadores. Normalmente, são utilizados metais nobres, como o ouro, que são caros. Por isso, pesquisas têm focado em metais não nobres, como o níquel.
Para alcançar a mesma eficiência dos metais nobres, muitas vezes combina-se esses metais não nobres com outros elementos, como cério e cobalto, para evitar reações
indesejadas que diminuem a eficiência do dispositivo. Diante disso, esse trabalho desenvolveu uma célula a combustível de ureia direta, usando níquel, cério e cobalto no ânodo, com o objetivo de oxidar a ureia presente nas águas residuais e gerar energia elétrica.
Autor(a): Arthur Anselmo Pereira
Orientador(a): Mauro Coelho dos Santos
Título da Tese: DESENVOLVIMENTO DE NANOELETROCATALISADORES DE NÍQUEL, CÉRIO E COBALTO PARA APLICAÇÃO EM CÉLULA A COMBUSTÍVEL DE UREIA DIRETA.
O texto acima foi escrito com o objetivo de divulgar o trabalho desenvolvido no Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia/Química da Universidade Federal do ABC para o público geral e é de responsabilidade do(a) autor(a) da tese.