Aço inoxidável substitui platina na produção de hidrogênio

A platina é um catalisador estupendo, mas seu alto custo tem inibido o desenvolvimento de novas tecnologias de combustíveis, assim como o uso em larga escala de sistemas antipoluição.

Catalisador de aço inoxidável

Agora, pesquisadores da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos, descobriram uma forma de substituir a platina pelo muito mais barato aço inoxidável no papel de catalisador em suas células eletrolíticas microbianas produtoras de hidrogênio.

"Catodos de aço inoxidável podem produzir hidrogênio em volumes e numa eficiência similares aos que podem ser obtidos com os catalisadores de platina," diz o Dr. Bruce E. Logan, que é professor de engenharia ambiental.

As escovas utilizadas pela equipe do Dr. Logan foram feitas com fios de aço inoxidável 304 dispostos ao longo de um núcleo espiral também de aço inoxidável, tudo fabricado em um equipamento industrial tradicional.

Medindo 2,5 cm de comprimento por 2,5 cm de diâmetro, as escovas têm uma área superficial de de 310 centímetros quadrados.

Células eletrolíticas microbianas

Para produzir hidrogênio a partir de células eletrolíticas microbianas que usam materiais orgânicos, é necessário antes injetar uma pequena tensão elétrica no sistema. Ainda que a célula produza mais energia do que essa energia inicial necessária para induzir a reação, sem ela a célula não produz hidrogênio.

Aplicando uma tensão de 0,6 volts, os pesquisadores produziram cerca de 5,5 ampere em um volume de 28 litros (1 pé cúbico) utilizando os catodos de aço inoxidável.

É necessário usar um volume maior de aço inoxidável para fazer as escovas do que o volume de platina que seria usado em seu lugar, mas a diferença de preço entre os dois materiais torna as escovas de aço inoxidável cinco vezes mais baratas do que os catodos de platina.

Agora os pesquisadores vão tentar resolver o problema que resta: as escovas tendem a aprisionar minúsculas bolhas de hidrogênio, que ficam estacionadas por muito tempo no mesmo local, o suficiente para o desenvolvimento de microorganismos que consomem o gás, reduzindo o rendimento total da célula.

Fonte: Inovação Tecnológica.

ENERGIA - COQUETEL DE ENZIMAS TRANSFORMA BIOMASSA EM COMBUSTÍVEL PARA CARROS A HIDROGÊNIO

Carro a lenha

Ao imaginar o carro do futuro, no que você apostaria: em um carro com células a combustível alimentadas por hidrogênio ou em um carro a lenha?

Não esteja tão certo da resposta, porque é bem possível que as duas sejam apenas faces diferentes de uma mesma moeda - é uma questão de esquecer a imagem de toras de madeira crepitando para alimentar uma caldeira a vapor.

Pesquisadores norte-americanos criaram uma complexa mistura de enzimas que é capaz de consumir a celulose de pedaços de madeira, capim e diversos outros tipos de biomassa e liberar hidrogênio, que pode ser consumido diretamente pelas células a combustível.

Poção mágica

Com uma mistura de 14 enzimas, uma coenzima, biomassa de plantas não-alimentícias e água aquecida a 32º C, os pesquisadores produziram hidrogênio puro o suficiente para ser injetado diretamente em uma célula a combustível.

A célula a combustível usa o hidrogênio para produzir eletricidade, liberando água como subproduto. A eletricidade é usada para alimentar os motores elétricos do carro.

O processo é tão rápido quanto a produção natural do hidrogênio por fermentação e tem um rendimento energético maior do que a energia química armazenada em açúcares - o mais elevado rendimento na produção de hidrogênio já reportado até hoje a partir de materiais celulósicos.

Hidrogênio de alta qualidade

"Além de converter a energia química do açúcar, o processo também converte a energia termal, de baixa temperatura, em energia contida em um hidrogênio de alta qualidade," diz o professor Percival Zhang, da Universidade Virginia Tech.

A pesquisa é resultado do aprimoramento da descoberta original, anunciada há cerca de dois anos, quando o processo ainda era ineficiente e pouco robusto e era baseado em amido extraído de plantas utilizadas na alimentação.

Fonte: Inovação Tecnológica.

TECNOLOGIA - MOTOR DE PASSO PNEUMÁTICO

Engenheiros da Universidade Johns Hopkins, Estados Unidos, apresentaram um novo motor de passo que não possui partes metálicas e não precisa de eletricidade para funcionar. Ainda assim, ele é muito mais preciso do que uma mão humana.

Sem metal e sem eletricidade, o novo motor poderá ser utilizado com segurança para acionar equipamentos médicos robotizados, controlados remotamente, para retirar material para biópsias ou como auxiliar nas terapias que empregam imageamento por ressonância magnética.

Motor de passo

Os motores de passo já estão por todo lugar, em equipamentos de automação industrial e em robôs. Mas você deve ter vários deles aí mesmo na sua casa, dentro da sua impressora e do disco rígido do seu computador.

Ao contrário dos motores comuns, que giram continuamente, os motores de passo movimentam-se em pequenos passos - movimentos incrementais que podem chegar a frações de grau. Isso lhes dá uma precisão imbatível. Além da precisão de posição, eles também oferecem uma exatidão incomparável no número de rotações por minuto. É por isso que eles são utilizados nos discos rígidos.

Cirurgia robotizada

O conceito e o desempenho dos motores de passo é tudo o que precisam os médicos e engenheiros que estão desenvolvendo equipamentos de cirurgia robotizada. "Inúmeras biópsias em órgãos como a próstata atualmente são feitas às cegas porque os tumores são tipicamente invisíveis aos equipamentos de imageamento hoje utilizados," explica o Dr. Dan Stoianovici.

Mas os motores de passo tradicionais não servem para a medicina. Os metais e os ímãs utilizados em sua fabricação não se dão com máquinas sensíveis como os equipamentos de ressonância magnética. Menos ainda a eletricidade que os faz funcionar, com seus ruídos eletromagnéticos associados.

Motor de passo pneumático

Foi por isso que a equipe do Dr. Stoianovici decidiu construir um motor de passo pneumático. "Nosso novo motor compatível com a ressonância magnética e nosso robô derivado dele conseguem encontrar os tumores. Isso deverá aumentar a precisão na localização e coleta das amostras de tecido, reduzir os erros de diagnóstico e também melhorar a terapia."

O robô-cirurgião a que se refere o pesquisador foi construído utilizando-se seis motores de passo pneumáticos.

O motor é feito inteiramente de plástico, cerâmica e borracha, e é acionado por luz e ar comprimido. Batizado de PneuStep ("pneu" de pneumático e "step" de passo), o motor tem três pistões conectados por uma série de engrenagens plásticas e cerâmicas.

O fluxo de ar que movimenta o motor pneumático é controlado por computador. "Nós conseguimos movimentos precisos e suaves do motor com passos de 50 micrômetros," diz Stoianovici. Isso é muito mais preciso do que a mão do mais treinado cirurgião humano.

Fonte: Inovação Tecnológica

DOBRE A BICICLETA E CARREGUE-A NAS COSTAS

Carregar uma bicicleta para praticar exercícios radicais ao ar livre pode ser complicado. Especialmente se você decidir fazer uma atividade que não seja apenas com a bicicleta. Foi por isso que o designer alemão Thomas Kaiser criou uma bicicleta especial para downhill que pode ser carregada nas costas, numa mochila de 12 litros e peso de 9,5 quilos. À primeira vista, ela parece uma bike comum, mas a diferença é que não tem sistema de pedais nem onde sentar. Ela é ideal para descidas, especialmente as mais radicais. Está equipada com suspensão e disco de freio nas duas rodas - a da frente tem aro 20 e a traseira, 14. Pode ser montada facilmente, sem necessidade de ferramentas. Os protótipos serão apresentados numa feira de esportes em Munique, na Alemanha, no mês que vem.

AR CONDICIONADO AUTOMOTIVO

DICAS PARA MONTAR UM TERRÁRIO

• O terrário é um recipiente de vidro com pedras, carvão, terra e plantas que permite observar o funcionamento do mundo natural. Mas essa não é a única versão. Existem outras e cada uma delas possibilita um estudo específico. 

 

• Por exemplo, a bióloga Vanessa de Aquino Cardoso, da Sangari, empresa que produz material didático, o utiliza para demonstrar acontecimentos biológicos. "É possível acompanhar a germinação de diferentes sementes e ver como se comportam pequenos animais, como as joaninhas e os grilos, nesse espaço", explica Vanessa. 

• Outra forma é reproduzir o meio ambiente vegetal para observar o ciclo completo da água. Como? Quando a temperatura sobe, a água utilizada na rega, que ainda está na terra, evapora e se junta à da transpiração das plantas, formando uma concentração de vapor d'água.

• Como o recipiente está fechado, esse vapor se condensa e forma pequenas gotas que ficam nas paredes e no lacre. É aí que ela retorna para irrigar o solo novamente. Também é uma boa oportunidade para explicar como funciona a camada de ozônio. 

• Nesse caso, quem exerce essa tarefa é a tampa do recipiente. "Sem ela, o vapor vai embora para o espaço e não há a oportunidade de molhar a terra para que o ciclo recomece", justifica o ludo-educador em Meio Ambiente Walter Dohme. 

• Essa é uma atividade de Ciências indicada para professores de Educação Infantil e de Ensino Fundamental. De acordo com Walter, a vida útil do terrário pode chegar a um ano ou mais, se tomados os devidos cuidados. "Ele só deve ser aberto a cada uma ou duas semanas para que as plantas recebam um pouco de brisa", orienta. "Se elas crescerem muito no período, podem ser aparadas".

MATERIAL NECESSÁRIO:

• 1 vidro de boca larga
• 1 xícara de pedrinhas para aquário
• 1 xícara de carvão vegetal
• 3 a 4 xícaras de terra adubada organicamente
• 2 ou 3 mudas de plantas diferentes
• Pá e rastelo
• Plástico grosso maior que o tamanho da boca do vidro
• Elástico
• 1 xícara de água filtrada

ROTEIRO:

1. Monte as camadas:

• Essas três camadas representam de maneira simplificada as condições ideais do solo. A de terra serve para nutrir o vegetal e as de pedregulho e de carvão têm a função de drenar a água. 

1. Abra buracos na última camada e plante as mudas.
2. Regue e tampe: Molhe cuidadosamente a terra, cubra o vidro com o plástico e vede bem com o elástico. O terrário tem de receber luz, porém não deve ficar exposto diretamente ao sol. 
3. Acompanhe o fenômeno: Uma vez lacrado, instala-se o ciclo: a água penetra na planta pela raiz e é liberada por meio das folhas pela evaporação. Esse ambiente não dá conta de absorver o vapor que fica nas paredes e no teto do vidro. Quando a umidade chega ao ponto de saturação, ocorre uma espécie de chuva que devolve a água ao solo.
4. Versão reciclada: O terrário também pode ser feito em outros tipos de vidro, como os aquários ou os reutilizáveis. Uma outra opção é usar garrafas PET. Pegue duas de água, porque são transparentes, corte uma em cerca de 3/4 de seu corpo e a outra, em 1/4. Utilize a maior para fazer a montagem. Tampe com a menor de modo que ela fique por dentro da que serve como base. Vede com fita crepe.