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Mecânica

Tanque de combustível sólido armazena até 10% de seu peso em hidrogênio

Redação do Site Inovação Tecnológica - 23/03/2009

Tanque de combustível do futuro armazena até 10% de seu peso em hidrogênio
Estruturas "cavernosas" capazes de manter o hidrogênio preso sob alta pressão e baixa temperatura.
[Imagem: Chem. Commun]

Químicos da Universidade de Nottingham, no Reino Unido, criaram um novo tanque de combustível que poderá vir a equipar os veículos a hidrogênio do futuro. O novo tanque é formado por um material esponjoso capaz de acondicionar até 10% de seu próprio peso em hidrogênio.

O problema do armazenamento de hidrogênio

Um litro de hidrogênio líquido contém apenas um quarto da energia contida em um litro de gasolina e, por isso, acondicioná-lo em tanques sob pressão, como é feito hoje com o gás natural, não é uma opção viável.

Mas a densidade energética do hidrogênio pode ser aumentada, em termos de volume, se o gás for incorporado em um material poroso, capaz de absorver e liberar o hidrogênio assim como uma esponja faz com a água.

Até agora, porém, esses materiais esponjosos não têm sido capazes de armazenar energia suficiente para fornecer uma alternativa realista para um carro dotado com um tanque de gasolina - as melhores tentativas anteriores, utilizando uma estrutura de carbono, alcançaram marcas em torno de 6 a 7,5% do seu peso em hidrogênio.

Estrutura metal-orgânica

A nova alternativa, agora demonstrada pela equipe do professor Martin Schröder, é uma combinação de átomos de cobre e de moléculas orgânicas em uma substância chamada pelos químicos de MOC (Metal-Organic Framework, Estrutura Metal-Orgânica).

Cada átomo de cobre é circundado por uma espécie de gaiola de moléculas orgânicas dispostas em uma estrutura poliédrica. Essas gaiolas se interconectam para formar um material altamente poroso com uma capacidade excepcional de armazenamento de hidrogênio.

"O valor de 10% é um número real, ele foi alcançado experimentalmente," disse Schröder à revista New Scientist. Uma série de outros materiais que se colocam como candidatos para o armazenamento de hidrogênio são teóricos, não tendo sido ainda demonstrados na prática.

Tanque híbrido

Contudo, o novo material não pode ainda ser chamado de prático. O nível de armazenamento de hidrogênio de 10% foi atingido sob alta pressão (77 vezes a temperatura atmosférica) e baixa temperatura (-196° C).

Mas ele abre caminho para uma abordagem híbrida para o armazenamento de hidrogênio.

A pesquisa do professor Schröder utiliza a abordagem do armazenamento físico, onde o gás é inserido no interior de estruturas porosas. Existe, contudo uma outra abordagem, chamada de armazenamento sólido, na qual o hidrogênio reage quimicamente com o material do tanque, sendo depois liberado mediante uma outra reação química (veja Armazenamento sólido de hidrogênio tem mais um avanço).

O armazenamento sólido, também chamado de absorção química, tem avançado continuamente, e estava deixando os processos de armazenamento físico para trás.

Este novo material, com seu excepcional rendimento de 10%, pode abrir caminho para um armazenamento híbrido, no qual o hidrogênio armazenado fisicamente pode complementar o hidrogênio armazenado quimicamente, que pode ser liberado de forma mais lenta, com uma menor exigência de temperatura para a reação.

Meta distante

O Departamento de Energia dos Estados Unidos estabeleceu uma meta para a fabricação de um tanque capaz de armazenar 6% do seu peso em hidrogênio até 2010.

Mas esse valor inclui o peso de qualquer equipamento necessário para dar pressão ou arrefecer o gás, além do próprio material de armazenamento do hidrogênio. Nesta corrida, ainda não há favoritos e nenhum candidato se mostra capaz de cruzar a linha de chegada a tempo.

Bibliografia:

Artigo: Exceptionally high H2 storage by a metal-organic polyhedral framework
Autores: Yong Yan, Xiang Lin, Sihai Yang, Alexander J. Blake, Anne Dailly, Neil R. Champness, Peter Hubberstey, Martin Schröder
Revista: Chemical Communications
Vol.: Published on the web
DOI: 10.1039/b900013e






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