Brasil tem capacidade de desenvolver tecnologia própria para células a combustível de última geração

Trabalhos do Centro de Inovação em Novas Energias, um CPA da FAPESP, já incluem a produção de protótipos 100% nacionais, reduzindo a dependência de fornecedores estrangeiros

Fonte: Agência FAPESP

Um artigo científico publicado na revista Ceramics International por pesquisadores do Centro de Inovação em Novas Energias (CINE) e colaboradores reúne informações essenciais para aprimorar a última geração de células a combustível, conhecidas pela sigla em inglês SOFCs – células a combustível de óxido sólido. O CINE é um Centro de Pesquisa Aplicada (CPA) constituído pela FAPESP e pela Shell em 2018. É sediado na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), Universidade de São Paulo (USP) e Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), com a participação de outras oito instituições brasileiras.

As SOFCs são dispositivos capazes de gerar energia limpa e renovável com alta eficiência. Para produzir eletricidade, elas precisam ser abastecidas com algum combustível, mas, diferentemente de outras células a combustível, as SOFCs funcionam com diversas substâncias, como bioetanol, metano ou hidrogênio. Por isso, podem ser úteis em uma ampla gama de contextos, desde veículos elétricos até comunidades distantes da rede elétrica.

Entretanto, a tecnologia ainda apresenta limitações quanto à durabilidade e estabilidade dos dispositivos, devido, principalmente, às suas altas temperaturas de operação, que podem chegar aos 1.000 °C. Visando superar esses desafios, surgiram perto do início do século as SOFCs de suporte metálico (MS-SOFCs).

“Imaginemos uma célula a combustível como um sanduíche de materiais”, propõe o engenheiro químico Gustavo Doubek, da Unicamp. “Nesse sanduíche, o suporte metálico funciona como a base firme que sustenta toda a estrutura. Ele é importante, pois fornece resistência para que a célula não quebre facilmente, ajuda a conduzir eletricidade de forma eficiente e facilita a entrada e saída dos gases, já que é feito de metal poroso, cheio de ‘caminhos’ para o combustível circular”, explica. “Isso significa que as células ficam mais duráveis, funcionam de maneira mais estável e conseguem operar por muito mais tempo sem falhas”, completa.

Doubek é um dos autores principais do artigo, que aborda, especificamente, os avanços no desenvolvimento do suporte metálico. De acordo com o cientista, suportes feitos de ligas metálicas à base de aço inoxidável têm apresentado bons resultados na prática, pois unem robustez com resistência à corrosão.

No CINE, Doubek conduz pesquisas voltadas ao desenvolvimento das MS-SOFCs. Atualmente, esses esforços incluem a produção de protótipos 100% nacionais, testes de ligas metálicas porosas para entender quais resistem melhor às condições de operação e estudos de desempenho para aumentar a potência das células e sua durabilidade.

“Os resultados já mostram que o Brasil tem capacidade de desenvolver tecnologia própria nessa área, reduzindo a dependência de fornecedores estrangeiros e abrindo espaço para aplicações em energia limpa e mobilidade sustentável”, diz Doubek.

No artigo, pesquisadores e engenheiros podem encontrar orientações valiosas para continuar aprimorando os suportes metálicos para SOFCs. O texto discute os avanços na fabricação, materiais e tratamentos de superfície desses componentes, com foco em encontrar técnicas escaláveis e econômicas.

O estudo reportado no artigo contou com pesquisadores da Unicamp e um cientista da King Abdullah University of Science and Technology (Arábia Saudita) e recebeu financiamentos da FAPESP (22/02235-4, 17/11958-1 e 14/02163-7), além da Fundação de Apoio da Universidade Federal de Minas Gerais (Fundep) e do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

O artigo Porous metal substrates for solid oxide fuel cells: Manufacturing techniques and future perspectives pode ser lido em: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2025.01.059.

* Com informações de Verónica Savignano, do CINE.