National Institute for Materials Science (NIMS), Tohoku University e Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI) desenvolveram uma série de Er(Ho)Co₂ ligas de resfriamento magnético à base que podem ser usadas para resfriar eficientemente o hidrogênio de 77 K a 20 K:sua temperatura de liquefação. Essas ligas apresentam excelente durabilidade cíclica e podem ser usadas para desenvolver um sistema de refrigeração magnética de alto desempenho capaz de liquefação de hidrogênio de baixo custo – uma tecnologia chave para alcançar o uso generalizado do combustível verde.
Espera-se que o combustível de hidrogênio desempenhe um papel importante na promoção de uma sociedade neutra em carbono. O gás hidrogênio possui grande volume e sua liquefação apresenta grandes vantagens em termos de segurança e economia de espaço para armazenamento e transporte. O uso generalizado de hidrogênio exigirá o desenvolvimento de novas tecnologias que permitam a produção de hidrogênio líquido a um custo substancialmente mais baixo. A tecnologia de refrigeração magnética explora as mudanças na entropia magnética em um material magnético em resposta à aplicação cíclica e remoção de um campo magnético externo. A remoção do campo magnético faz com que os momentos magnéticos dos átomos no material mudem de orientações alinhadas para orientações aleatórias. Isso, por sua vez, faz com que o material absorva calor de um gás refrigerante ao seu redor, resfriando e liquefazendo indiretamente o hidrogênio. Em teoria, a tecnologia de refrigeração magnética pode ser 25% a mais de 50% mais eficiente em termos energéticos do que a tecnologia convencional de refrigeração por compressão de vapor. Além disso, o tamanho do equipamento necessário pode ser muito menor, pois não requer um compressor grande – um grande consumidor de energia – potencialmente reduzindo significativamente o custo de produção de hidrogênio líquido. No entanto, nenhum material magnético existente foi capaz de resfriar eficientemente o hidrogênio em uma ampla faixa de temperatura de 77 K (temperatura de liquefação do nitrogênio) a 20 K (temperatura de liquefação do hidrogênio) e suportar a deterioração causada pelo estresse interno acumulado resultante da exposição a campos magnéticos em mudança e temperaturas.

Er(Ho)Co₂ compostos magnéticos baseados eram conhecidos por serem eficazes no resfriamento de hidrogênio de 77 K a 20 K. No entanto, sua capacidade de resfriamento não era reversível devido ao seu fraco desempenho cíclico. Esses problemas são superados neste trabalho. Este grupo de pesquisa descobriu que, ao adicionar vestígios de elementos de metal de transição 3D, os compostos tornam-se resistentes à deterioração causada pela aplicação repetida do campo magnético e pela flutuação de temperatura. Ao ajustar os tipos e quantidades desses aditivos, o grupo conseguiu desenvolver uma série de materiais magnéticos que podem ser usados ​​em combinação para resfriar o hidrogênio de 77 K a 20 K sem comprometer sua alta capacidade de resfriamento nessa faixa de temperatura. + Explorar mais

Uma descoberta 'bastante simples' torna o acesso ao hidrogênio armazenado mais eficiente