Quer se trate de carros, energia ou telefones celulares, a sociedade moderna é construída sobre metais, e nosso futuro também depende fortemente desses materiais. Armazenar o hidrogênio de forma segura, compacta e ainda amiga do meio ambiente ainda é um grande desafio. Os hidretos metálicos podem ser uma solução atraente, especialmente para aquelas aplicações em que o volume e a segurança do sistema de armazenamento são um problema – por exemplo, em armazenamentos estacionários, em estações de abastecimento de hidrogênio ou navios – pois podem fornecer uma densidade de armazenamento muito alta. Metais de alta pureza são comumente usados ​​para produzir esses materiais de armazenamento. Apesar de suas vantagens, a mineração e a produção em larga escala desses materiais é um fardo pesado para o meio ambiente, pois emitem grandes quantidades de gases de efeito estufa, sem falar no impacto da mineração das matérias-primas na própria paisagem.
Pesquisadores do Instituto Helmholtz-Zentrum Hereon de Tecnologia de Hidrogênio mostraram agora que materiais de armazenamento de hidrogênio de alta qualidade também podem ser produzidos a partir de resíduos metálicos industriais menos puros. Essas descobertas nos permitem pela primeira vez usar uma estratégia de economia circular para produzir hidretos metálicos. Como resultado, sua produção é muito mais ecológica.

"A utilização de abordagens de economia circular para a produção de materiais de armazenamento de hidrogênio nos permite enfrentar os desafios energéticos que os tempos modernos representam para nossa sociedade de uma maneira mais sustentável", diz Dr. Claudio Pistidda, cientista do Hereon Institute of Hydrogen Technology.

Milhões de toneladas de resíduos metálicos são gerados a cada ano. A reciclagem desses materiais é crucial para mitigar a ameaça que a crescente demanda por metal representa para o crescimento econômico de muitos países. Embora para a maioria das ligas metálicas usadas na indústria existam metodologias de reciclagem bem-sucedidas, uma quantidade significativa delas ainda é perdida. A produção de hidretos metálicos a partir de materiais não recicláveis ​​poderia capturar grandes quantidades desses resíduos industriais, como foi demonstrado pelos cientistas da Hereon. Os hidretos metálicos parecem ser bastante insensíveis à composição exata da liga em contraste com as ligas metálicas, por ex. para fins de construção de alto desempenho.

"Nossa pesquisa abre um novo caminho para o desenvolvimento de materiais ecologicamente corretos para aplicações de armazenamento de hidrogênio de alto desempenho", diz Dr. Claudio Pistidda.

Comparado aos tanques de hidrogênio pressurizados ou líquidos comuns, os hidretos metálicos são uma solução atraente para armazenar hidrogênio em baixas pressões e temperaturas moderadas de maneira segura e compacta. Os compostos metálicos moídos em pós finos têm alta afinidade pelo hidrogênio. Uma vez expostos a ele, a alta afinidade leva à quebra das ligações entre os dois átomos de hidrogênio da molécula de hidrogênio (H₂ ). Depois disso, os metais se ligam aos átomos de hidrogênio simples, resultando em espécies de hidreto. Este processo pode ser facilmente revertido diminuindo a pressão de hidrogênio aplicada anteriormente para criar os hidretos metálicos ou aumentando a temperatura. Assim como uma esponja com água, os hidretos metálicos podem ligar o hidrogênio em quantidades surpreendentes e liberá-lo novamente rapidamente.

No Hereon Institute of Hydrogen Technology, os cientistas estão criando materiais nanoestruturados para armazenamento de hidrogênio, analisando métodos sustentáveis ​​de produção em larga escala e avaliando esses materiais em configurações do mundo real. Sua pesquisa recente foi publicada em Green Chemistry e o Journal of Magnesium and Alloys . + Explorar mais

Criação de partículas de armazenamento de hidrogênio do tamanho de micrômetros envolvidas em membranas de polímero personalizadas