Funcionalização de celulose bacteriana com índigo carmim para aplicação em células combustíveis

Abstract

Células combustíveis são uma tecnologia inovadora, sua capacidade de converter energia química diretamente em energia elétrica é uma grande vantagem. Um fator que limita a aplicação em maior escala dessa tecnologia é sua membrana de troca de prótons que não apresenta características térmicas e mecânicas ideais. O presente estudo pretende avaliar a viabilidade de MTPs (membranas de troca de prótons) baseadas em celulose bacteriana e índigo carmim por meio da determinação de sua capacidade de troca iônica e características mecânicas. As membranas de CB funcionalizadas com IC (índigo carmim) apresentaram taxas de troca iônica de até 1,226 H+ (mmol g-1), o que é superior à taxa medida na membrana mais comum comercialmente, o Nafion. Porém suas qualidades mecânicas pioraram após a funcionalização de índigo carmim na membrana devido a uma redução no grau de cristalinização de 88% para 75%. Futuros estudos podem determinar a melhor concentração de índigo carmim para a funcionalização em CB e testar a MTP em uma célula combustível operante.

Fuel cells are an innovative technology, it’s capacity to convert chemical energy directly into electric energy is a great advantage. A limiting factor for the application in a larger scale is the proton exchange membrane which does not present ideal thermal and mechanical properties. This study intends to evaluate the feasibility of using PEMs based on bacterial cellulose e indigo carmine by determining it´s ion exchange capacity and mechanical characteristics. The IC (indigo carmine) functionalized CB membranes presented an ion exchange capacity of up to 1,226 H+ (mmol g-1), which is higher than Nafion’s. However, the functionalized CB membrane showed inferior mechanical properties due to a reduction on the crystallization degree from 88% to 75%. Future studies may discover the optimal concentration of IC to be functionalized into the CB membrane and test the PEM in an operating fuel cell.