Os cientistas descobriram que a mistura ideal de hidrogênio-gás natural para prender o hidrogênio em moléculas semelhantes a gaiolas de maneira mais eficaz. Crédito:GIST
Em nossa busca contínua para nos transformar em uma sociedade mais ecologicamente correta, hidrogênio (H 2 ) é anunciado como o combustível limpo de amanhã. Porque H 2 pode ser produzido a partir da água (H 2 O) sem gerar emissões de carbono, desenvolvendo H 2 -Tecnologias compatíveis tornaram-se uma prioridade. Contudo, a estrada a frente é acidentada, e muitas limitações técnicas devem ser eliminadas.
"O hidrogênio é a menor molécula da natureza, e encontrar maneiras viáveis de armazená-lo é uma questão crítica para realizar uma economia de hidrogênio, "afirma o professor associado Youngjune Park do Instituto de Ciência e Tecnologia de Gwangju (GIST), na Coréia. Ao contrário dos hidrocarbonetos, H puro 2 deve ser armazenado em uma pressão extremamente alta (> 100 atmosferas) ou baixa temperatura (20 ° C). Naturalmente, isso representa uma enorme barreira econômica para H 2 armazenar. Mas e se pudéssemos prender H 2 dentro de cristais de gelo para tornar o armazenamento e o transporte menos exigentes?
Essas jaulas moleculares existem na natureza e são chamadas de "clatratos hidratados". Eles são compostos sólidos à base de água com cavidades que podem acomodar várias moléculas. O grupo do Dr. Park no GIST tem pesquisado o uso de clatratos hidratados como vasos para H 2 armazenar. Contudo, a enclatração de H puro 2 ainda é um processo lento que também requer condições extremas de temperatura e pressão.
Em um estudo recente publicado no volume 141, a edição impressa de maio de 2021 de Avaliações de energia renovável e sustentável , O grupo do Dr. Park explorou uma solução viável para esse problema. Em vez de tentar formar clatratos hidratados a partir de H puro 2 , pesquisadores anteriores sugeriram misturá-lo com gás natural, que foi experimentalmente mostrado para promover enclatração em condições mais brandas. Para melhorar esta estratégia, a equipe de cientistas do GIST decidiu encontrar a melhor mistura de hidrogênio-gás natural (HNGB) para a formação eficiente de energia de clatratos hidratados. Para este fim, eles investigaram sistematicamente hidratos de clatrato produzidos a partir de HNGBs com diferentes concentrações de metano, etano, e hidrogênio. Eles analisaram cuidadosamente a estrutura e a cinética de formação de clatrato e a distribuição das moléculas aprisionadas.
A equipe foi capaz de identificar as concentrações precisas de gás em que ponto de metano e etano, atuando como moduladores termodinâmicos, melhor realçar o H 2 capacidade de armazenamento de hidratos de HNGB. Mesmo em condições moderadas de pressão e temperatura (100 atmosferas e 8 ° C, respectivamente), os cientistas alcançaram o máximo teórico H 2 armazenamento possível para dois tipos de gaiolas de clatrato hidratado:dois e quatro H 2 moléculas em pequenas e grandes gaiolas, respectivamente. Esta façanha não havia sido relatada antes, e as descobertas sem precedentes deste estudo podem, portanto, ajudar no projeto de mídia de armazenamento de hidrato de HNGB.
Dr. Park observa, "Clatratos hidratados e HNGBs podem fornecer uma solução de médio prazo razoável para armazenar o que é conhecido como hidrogênio 'azul', que é hidrogênio produzido usando tecnologia baseada em combustível fóssil, mas com CO mínimo 2 emissões. "Hoje, o hidrogênio azul é três vezes mais barato de produzir do que o hidrogênio 'verde' ecologicamente correto. Portanto, os resultados deste estudo podem ajudar a facilitar a transição gradual dos combustíveis fósseis para o hidrogênio, que é a nossa chave para um futuro sustentável.
