Portugal Fujitsu Desenvolve Tecnologia de Alta Capacidade de Micro Células de Combustível

A Fujitsu Laboratories Ltd. anunciou o desenvolvimento de uma nova tecnologia de células de combustível, que permite o uso de 30% metanol – metanol altamente concentrado – como fonte de combustível, assim como um protótipo de unidade de energia que incorpora esta tecnologia. Esta tecnologia permite capacidades de potência muito mais elevadas para micro células de combustível passivas (*1) e tempos de execução mais longos para PCs portáteis, PDAs e telemóveis.

Histórico
À medida que PCs portáteis, PDAs e telemóveis evoluíram para um desempenho superior e maior funcionalidade, também se tornaram mais exigentes a nível de potência eléctrica. Mas as baterias de lítio (Li-ion) usadas normalmente, já alcançaram os limites da sua capacidade, o que tornou o desenvolvimento de uma fonte de maior potência um assunto urgente.

As micro células de combustível, destinadas à utilização em dispositivos móveis, geralmente usam soluções de álcool, como combustível. Em termos de densidade de energia, estas células de combustível oferecem 5 a 10 vezes maior potência por unidade de peso, que uma bateria Li-on. Da perspectiva do utilizador, as micro células de combustível têm vantagens porque oferecem uma forma económica e simples de potência para dispositivos electrónicos, através de uma simples recarga, permitindo uma utilização contínua em viagem sem acesso à fonte de potência.

Desafios Tecnológicos
Os sistemas passivos são mais adaptados para micro células de combustível, porque ajudam a manter o pacote compacto e leve, na medida em que não precisam de bombas de alimentação ou ventoinhas de circulação. Assim, para obter tempos de execução mais longos sem tais funções, as células de combustível têm de poder operar com metanol concentrado como combustível.

Até à data, as micro células de combustível utilizaram polímeros combinados com flúor como material electrólito sólido. Mas os polímeros combinados com flúor são rapidamente permeados pelas moléculas de metanol no combustível, de forma que quando os combustíveis concentrados são usados, o combustível perde-se no processo gerador, afectando a capacidade de potência, e a sub reacção do metanol e do ar reduzem drasticamente os watts, criando um problema designado cruzamento de metanol.

Nova Tecnologia da Fujitsu
A Fujitsu desenvolveu uma nova tecnologia para MEA(*2). Um material electrólito sólido hidrocarboneto aromático, que permite uma permeação mais lenta de metanol, está coberto com uma alta densidade de um agente catalítico de nano-partículas, baseado em platina altamente activa, com propriedades de bloqueio de metanol. Este reduz o efeito total de crossover do metanol MEA a um décimo do verificado nos polímeros combinados com flúor usuais.

Benefícios
Este novo material tecnológico para MEA permite o uso directo de concentrado de metanol de 30%, anteriormente demasiado elevado para uso, resultando numa maior capacidade das micro células de combustível passivas. Aplicando esta tecnologia num sistema protótipo de micro células de combustível com 300ml de 30% de metanol, permite que um PC portátil trabalhe entre 8 a 10 horas. Além disso, o protótipo de célula de combustível foi reduzido a uma espessura de apenas 15mm, fornecendo níveis de potência de 15 watts.

Futuros Desenvolvimentos
A Fujitsu planeia continuar a desenvolver materiais de elevado desempenho, aperfeiçoando as suas técnicas de fabrico para desenvolver micro células de combustível que são ainda mais compactas e permitem períodos de execução ainda mais longos.

Notas:

1. - Sistemas de células de combustível passivas Um sistema de células de combustível que não usa bombas de fornecimento de combustível ou ventoinhas de circulação, dependendo totalmente da gravidade e convecção natural para circular combustível e ar, o ideal para sistemas pequenos e leves.
2. -Membrane electrode assembly (MEA) Uma unidade conjunta de geração de energia que é constituída por uma camada de um agente catalítico eléctrodo e por uma película (membrana) de um material electrólito sólido, que constitui a unidade básica de um sistema de célula de combustível.