Curcuma, um novo aliado para células de combustível eficientes

Já sabíamos que a curcuma, uma especiaria cada vez mais comum nas nossas cozinhas, traz muitos benefícios à saúde. Agora, investigadores do Clemson Nanomaterias Institute (CNI) nos Estados Unidos e os seus colaboradores do Sri Sathya Sai Institute of Higher Learning (SSSIHL) na Índia descobriram que um extrato desta planta também pode ajudar a desenvolver células de combustível eficientes.

Especificamente, os investigadores descobriram uma nova maneira de combinar a curcumina, a substância da curcuma, e nanopartículas de ouro para criar um elétrodo para células de combustível de hidrogénio que requer 100 vezes menos energia para converter eficientemente etanol em eletricidade, como explica na revista científica Nano Energy Apparao Rao, diretor-fundador da CNI e professor de física da Faculdade de Ciências.

Embora o hidrogénio seja o elemento químico mais comum no universo, na Terra só ocorre na forma composta com outros elementos na forma líquida, gasosa ou sólida; e no momento é obtido, fundamentalmente, de combustíveis fósseis, como o gás natural. Além disso, o hidrogénio utilizado nas células a combustível é um gás comprimido, o que cria desafios para o seu armazenamento e transporte.

O bioetanol obtido a partir de resíduos agrícolas é mais seguro e mais fácil de transportar do que o hidrogénio por ser líquido, e é neste produto que os investigadores têm focado o seu trabalho. Especificamente no ânodo da célula a combustível, onde o etanol (ou outra fonte de energia) é oxidado, embora tenham usado ouro como catalisador em vez de platina.

Além disso, em vez de usar polímeros condutores, estruturas orgânicas metálicas ou outros materiais complexos para depositar o ouro na superfície do elétrodo, usaram a curcumina para estabilizar as nanopartículas de ouro formando uma rede porosa ao redor das nanopartículas. Isto evita que eles se aglomerem e reduz a área de superfície exposta à reação química, conforme explicado na Nano Energy. Outra novidade importante é que depositaram a nanopartícula de ouro de curcumina na superfície do elétrodo a uma corrente elétrica 100 vezes menor do que em estudos anteriores.

“Sem esse revestimento de curcumina, o desempenho é mau”, afirma Apparao Rao. “O próximo passo é dimensionar o processo e trabalhar com um parceiro industrial que possa realmente construir células de combustível para a aplicação real.” Esta pesquisa também pode ter outras aplicações importantes, pois as propriedades únicas do elétrodo podem ser usadas em sensores e supercapacitores e muito mais”, acrescenta.

A equipa de Rao também está a testar este elétrodo como um sensor que pode ajudar a identificar alterações no nível de dopamina, substância implicada em doenças como Parkinson, transtorno de déficit de atenção e hiperatividade. Quando os membros da equipa de investigação analisaram amostras de urina obtidas de voluntários saudáveis, conseguiram medir a dopamina na faixa clínica aprovada com este elétrodo usando um método económico em comparação com os padrões usados ​​hoje.

”Nas fases iniciais do projeto, não vislumbramos outras aplicações. No entanto, antes do final dos experimentos de oxidação do álcool, tínhamos certeza de que outras aplicações são possíveis”, explica. “Embora não tenhamos uma compreensão completa do que acontece no nível atómico, sabemos com certeza que a curcumina estabiliza nanopartículas de ouro de uma forma que pode se prestar a outras aplicações.”