De acordo com muitos cientistas, a economia de hidrogênio proposta, posicionando o hidrogênio como o transportador mais importante de energia gerada de forma sustentável, é um desenvolvimento inevitável. Infelizmente, o uso de hidrogênio acarreta certos riscos, porque é inflamável e difícil de detectar. Sensores confiáveis ​​para indicar a presença de hidrogênio são, portanto, um elemento vital na economia futura do hidrogênio. Cientistas da Universidade de Utrecht, A TU Delft e a European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) em Grenoble desenvolveram agora um sensor que muda de cor quando exposto ao hidrogênio.

A pesquisa que os cientistas descreveram em sua publicação em Nature Communications concentra-se na combinação dos elementos químicos ítrio e zircônio, dois chamados "metais de transição". A principal vantagem deste composto é que o material muda de cor à medida que absorve hidrogênio, e a mudança de cor depende da quantidade de hidrogênio absorvido. Ao fazê-lo, a pesquisa em metais de transição produziu um sensor de hidrogênio que pode ser lido a olho nu.

O sensor pode ser produzido como uma tira que se conecta a locais onde a pressão de hidrogênio é medida, tornando mais fácil detectar vazamentos ou medir se a pressão do hidrogênio em uma instalação é alta o suficiente.

O princípio por trás do novo sensor é que os átomos que compõem a estrutura da grade de metal devem abrir espaço para a absorção de hidrogênio. Isso requer uma certa quantidade de energia. Quanto mais energia for necessária para este processo, quanto maior a pressão do hidrogênio deve ser para que o processo ocorra. A quantidade de hidrogênio absorvida pelo material determina o grau em que ele reflete a luz e, portanto, muda sua cor.

Com suas pesquisas, os cientistas mostraram que a pressão na qual o hidrogênio é armazenado e liberado em uma grade de ítrio e zircônio pode ser ajustada com precisão escolhendo uma proporção específica dos dois metais, o que também altera a quantidade de energia necessária. Isso significa que a sensibilidade do sensor pode ser determinada escolhendo uma certa proporção de ítrio para zircônio, permitindo a medição de pressões entre 0,1 mbar e 10, 000 mbar.

Carros movidos a hidrogênio

Os resultados desta pesquisa podem ter efeito no armazenamento de hidrogênio para uso em veículos. "No momento, o hidrogênio é armazenado em cilindros de 700 bar, "diz o Prof. Bernard Dam da TU Delft." Idealmente, gostaríamos de armazenar hidrogênio em um metal leve, como o magnésio. Infelizmente, a pressão de equilíbrio do magnésio é muito baixa, o que significa que não fornece fluxo suficiente de hidrogênio para alimentar uma célula de combustível. "

Os pesquisadores acham que pode ser possível adicionar um metal de transição ao magnésio para aumentar a pressão de equilíbrio para pelo menos 1 bar. Isso tornaria o magnésio um metal de armazenamento adequado, e uma alternativa mais leve aos cilindros usados ​​atualmente. Mais pesquisas são necessárias para determinar se essa ideia é viável.