Hidrogênio para carros será armazenado em estado sólido

A economia do hidrogênio, com combustível renovável e livre de poluentes, ainda está longe de se tornar realidade. Mas para que ela seja possível um dia, um dos problemas a serem solucionados é o armazenamento do hidrogênio.

Os métodos de armazenamento do gás mais pesquisados atualmente trabalham com o hidrogênio na forma de gás comprimido ou na forma líquida. Entretanto, até o momento, nenhuma dessas técnicas se mostrou capaz de disponibilizar combustível em quantidade suficiente para abastecer um veículo movido a célula a combustível.

Agora, o fabricante de automóveis GM uniu-se com os cientistas dos Laboratórios Sandia, Estados Unidos, para desenvolver uma nova tecnologia capaz de armazenar hidrogênio em estado sólido.

A nova tecnologia armazena hidrogênio em hidretos metálicos, compostos que se formam quando o hidrogênio se combina com ligas metálicas. Esses compostos podem absorver o hidrogênio e armazená-lo em suas próprias estruturas moleculares. O hidrogênio é liberado quando o hidreto metálico é submetido ao calor.

O projeto, com duração de 4 anos, deverá consumir US$10 milhões para a construção e teste de tanques de armazenamento que utilizarão um hidreto complexo de sódio-alumínio ou alanato de sódio. O objetivo é desenvolver um pré-protótipo de tanque de armazenamento de estado sólido, capaz de armazenar mais hidrogênio por área do que os métodos atuais, liberando-o para abastecimento de células a combustível.

O alanato de sódio poderá ser pré-carregado no tanque, onde ele deverá permanecer, liberando seu hidrogênio e tornando-se uma mistura de hidreto de sódio e alumínio. O cliente poderá enchê-lo novamente utilizando hidrogênio na forma gasosa. Durante o enchimento, a mistura de alumínio e hidreto de sódio irá absorver o hidrogênio e voltar a formar o alanato de sódio, armazenando o hidrogênio sob baixa pressão.

Embora esse projeto tenha bom potencial, ainda há vários desafios a serem vencidos. Um dos principais é que os hidretos metálicos complexos, como o alanato de sódio, operam a temperaturas muito altas, gerando uma ineficiência devido à necessidade de utilização de uma parte do hidrogênio para liberação de todo o hidrogênio armazenado.

Outro desafio é a redução do tempo de recarregamento. Com a tecnologia atual, um tanque de tamanho razoável levaria cerca de 30 minutos para ser recarregado.

"Nós sabemos que muita pesquisa ainda precisa ser feita, tanto sobre os tipos de hidretos que podemos usar, quanto sobre os tanques onde os guardaremos. Nós acreditamos que nosso trabalho em projetos como esse com os Laboratórios Sandia irá nos levar um passo mais próximo de nosso objetivo," afirma Jim Spearot, engenheiro da GM.

"Nós estamos projetando um sistema de armazenamento de hidrogênio com exigências desafiadoras para o gerenciamento termal e limites para o volume e o peso," afirma o pesquisador Chris Moen.

Na fase um da pesquisa, os cientistas irão estudar todas as implicações da utilização do alanato de sódio como meio de armazenamento em um tanque. Eles irão analisar as possibilidades utilizando modelagens termais e mecânicas e desenvolver sistemas de controle para a transferência do hidrogênio e para as fontes de calor externas.

Nesta etapa também será escolhido o design mais adequado para o formato do tanque, que poderá ter desde o formato cilíndrico tradicional quanto ser feito de material semi-conformável.

Na fase dois, os pesquisadores construirão pré-protótipos dos projetos mais promissores e os submeterão a rigorosos testes de segurança.