Impacto dos Avanços em Membranas de Troca Aniónica e Ionomeros em Células a Combustível Alcalinas

A operação de sistemas de conversão de energia eletroquímica a baixa temperatura (células a combustível, eletrólitos) em altos valores de pH é de interesse perene devido à possibilidade de se afastar de catalisadores caros do grupo dos metais de platina e reduzir custos. Historicamente, as membranas de troca aniónica (AEMs) e ionômeros enfrentaram problemas de desempenho (condutividade iônica, resistência mecânica) e estabilidade química. Nesse contexto, desenvolvimentos selecionados na última década em quimicas alternativas de AEM, métodos de gerenciamento de água e produção de montagens de eletrodos de membrana (MEAs) que possibilitaram um salto significativo no desempenho de células a combustível alcalinas são examinados. Esses desenvolvimentos estão ligados a melhorias de desempenho em células de combustível H2/O2 alcalinas e também consideram desenvolvimentos em células a combustível alcalinas que utilizam combustíveis contendo nitrogênio (amônia, hidrazina), combustíveis à base de carbono (álcoois, glicóis) e combustíveis contendo boro (borohidreto de sódio, borano de amônia). Finalmente, desafios atuais e gargalos são identificados, e soluções potenciais são propostas.