Perovskita com níquel eleva eficiência do etanol em hidrogênio

02-03-2026

Estudo do Ipen aponta 100% de conversão e menor custo

`Por Andréia Vital

Informações da Agência FAPESP indicam que pesquisadores do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares desenvolveram um catalisador cerâmico capaz de aumentar a eficiência da produção de hidrogênio a partir do etanol. O trabalho mostra que o controle da temperatura de processamento de uma perovskita com níquel incorporado à estrutura cristalina é determinante para o desempenho da reação e permite dispensar metais nobres.

O estudo, coordenado por Fabio Coral Fonseca, foi publicado no International Journal of Hydrogen Energy e analisou a reforma a vapor do etanol, processo no qual o biocombustível reage com vapor de água em alta temperatura para gerar hidrogênio e dióxido de carbono.

Segundo Fonseca, em entrevista à Agência FAPESP, a atividade catalítica depende da estabilidade e da dispersão das partículas metálicas na superfície do material. Em temperaturas elevadas, essas partículas tendem a se aglomerar e perder eficiência.

A estratégia adotada foi incorporar o níquel diretamente na rede cristalina da perovskita durante a síntese. Sob condições controladas, o metal emerge do interior do sólido e forma nanopartículas fortemente ancoradas ao substrato, fenômeno conhecido como exsolução. De acordo com o pesquisador, essa configuração reduz a mobilidade do metal e aumenta a resistência à formação de carbono.

Os pesquisadores avaliaram três temperaturas de calcinação do óxido precursor 650 °C, 800 °C e 1.200 °C. A etapa influencia o tamanho das partículas cerâmicas e a área superficial disponível para a reação.

Nos experimentos de reforma a vapor do etanol, o material calcinado a 650 °C alcançou 100% de conversão do etanol, rendimento de 4,04 mols de hidrogênio por mol de etanol e operação estável por até 85 horas, com baixa formação de depósitos de carbono. Já os catalisadores tratados a 800 °C e 1.200 °C apresentaram menor exsolução do níquel, redução da área superficial e queda na seletividade para produção de hidrogênio.

Ainda conforme a Agência FAPESP, o grupo também conduz pesquisas com células a combustível de etanol direto e com filmes finos epitaxiais para estudar a exsolução em nível atômico. O projeto conta com apoio da FAPESP por meio de Auxílios à Pesquisa e Projeto Temático voltado a dispositivos eletroquímicos avançados de conversão de moléculas e produção de energia.