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Energia

Supercondutor quase a temperatura ambiente e com pressão mais baixa

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/03/2021

Composto de hidrogênio fica supercondutor sob pressão mais baixa
O material ficou supercondutor a -11 ºC e com uma pressão bem menor do que a necessária anteriormente.
[Imagem: Universidade de Rochester/J. Adam Fenster]

Supercondutividade e hidrogênio

Em outubro do ano passado, uma equipe da Universidade de Rochester demonstrou supercondutividade à temperatura ambiente em altas pressões.

Agora, usando um novo método de síntese, o mesmo grupo criou um material supercondutor a uma temperatura ligeiramente mais baixa, mas a uma pressão muito mais baixa.

Como no experimento do ano passado, a equipe usou uma bigorna de diamante para criar um composto rico em hidrogênio sob alta pressão.

"Para ter um supercondutor de alta temperatura, você quer ligações mais fortes e elementos leves. Esses são os dois critérios básicos. O hidrogênio é o material mais leve, e a ligação de hidrogênio é uma das mais fortes," explica o professor Ranga Diaz.

O candidato básico seria o hidrogênio metálico, mas as pressões para obtê-lo são descomunais.

O truque então é usar materiais ricos em hidrogênio que imitam a fase supercondutora do hidrogênio puro, mas que podem ser metalizados a pressões muito mais baixas.

Mais frio e menos pressão

No experimento anterior, os pesquisadores combinaram hidrogênio com carbono e enxofre. Desta vez, eles combinaram o hidrogênio com o ítrio, um metal de transição reativo, criando o super-hidreto de ítrio supercondutor.

Dentro da bigorna de diamante, Elliot Snider e seus colegas colocaram hidrogênio gasoso e ítrio sólido separados por uma fina folha de paládio.

A camada de paládio protegia o ítrio e evitava sua oxidação, mas também funcionou como um catalisador, ajudando a transportar átomos de hidrogênio para o ítrio.

O super-hidreto de ítrio resultante apresentou supercondutividade a -11,15 ºC e 182 GPa, uma pressão significativamente mais baixa do que os cerca de 267 GPa necessários para o supercondutor à temperatura ambiente do ano passado.

Composto de hidrogênio fica supercondutor sob pressão mais baixa
Esquema do experimento e amostras do material supercondutor.
[Imagem: Elliot Snider et al. - 10.1103/PhysRevLett.126.117003]

Rumo à supercondutividade prática

Infelizmente, essa pressão ainda é alta demais para aplicações práticas - lembre-se que a pressão atmosférica considerada "normal" na Terra é de 101,325 Pa, o que é cerca de 1,8 bilhão de vezes menos do que a pressão usada no experimento.

Além disso, a quantidade de material supercondutor criado em uma bigorna de diamante é medida em picolitros (10-12 litro).

Mas a equipe está confiante em sua abordagem e afirma que seu desafio continua sendo encontrar maneiras de criar materiais supercondutores à temperatura ambiente em pressões baixas o suficiente para que sua produção em grandes volumes seja economicamente viável.

Bibliografia:

Artigo: Synthesis of Yttrium Superhydride Superconductor with a Transition Temperature up to 262 K by Catalytic Hydrogenation at High Pressures
Autores: Elliot Snider, Nathan Dasenbrock-Gammon, Raymond McBride, Xiaoyu Wang, Noah Meyers, Keith V. Lawler, Eva Zurek, Ashkan Salamat, Ranga P. Dias
Revista: Physical Review Letters
Vol.: 126, 117003
DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.117003
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