Gerador portátil de hidrogênio produz energia limpa

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/01/2012

O protótipo demonstra o potencial do alano, um material que armazena o hidrogênio de forma sólida, contido em sua estrutura química.
[Imagem: Savannah River National Laboratory]

Do hidrogênio à eletricidade

Engenheiros norte-americanos apresentaram o protótipo de um "gerador" portátil de hidrogênio.

O objetivo de Ted Motyka e seus colegas do Laboratório Nacional Rio Savana é construir um gerador de eletricidade portátil alimentado a hidrogênio.

Para isso, o gerador de hidrogênio libera o gás a partir de um material sólido de armazenamento e usa o gás para alimentar uma célula a combustível, que produz a eletricidade.

"O objetivo é fornecer energia suficiente em um sistema que seja leve o bastante para ser carregado ou ser usado em um veículo aéreo não tripulado, além de outras aplicações onde o peso é um fator importante," disse Motyka.

Energia do hidrogênio

Há várias aplicações que poderiam tirar proveito de geradores capazes de fornecer uma energia específica acima dos 1.000 watts x hora por quilograma (Wh/kg) - para comparação, isto é cerca de 2 a 3 vezes mais do que as atuais baterias recarregáveis de íons de lítio.

O hidrogênio pode oferecer 33.000 Wh/kg, a maior energia específica dentre todos os combustíveis.

O problema é criar um mecanismo para armazenar o hidrogênio.

Como tanques sob pressão não se prestam ao serviço, a solução tem sido buscada no armazenamento sólido de hidrogênio - a molécula de hidrogênio é pequena demais, o que significa que a maioria dos materiais é permeável ao gás, além do que ele apenas se condensa em sua forma líquida a -252°C.

Hidreto de alumínio

Um dos materiais mais promissores, capazes de conter o gás em sua própria estrutura, é o alano, ou hidreto de alumínio (AlH₃).

Embora o hidreto de alumínio não atenda às especificações necessárias para armazenar hidrogênio suficiente para alimentar um carro, os pesquisadores descobriram que ele é bom o bastante para geradores portáteis.

Ao contrário dos hidretos metálicos, o hidreto de alumínio pertence à classe dos materiais que armazenam o hidrogênio quimicamente.

Isso significa que, uma vez que todo o hidrogênio tenha sido retirado dele, o material precisa ser reprocessado - algo inadequado para um tanque de combustível de um carro, mas aceitável para um "cartucho" de combustível de um gerador portátil.

Uma das vantagens do alano é a sua capacidade de retenção de hidrogênio, que é muito elevada: ele pode reter duas vezes mais moléculas de hidrogênio por volume do que o hidrogênio líquido.

Protótipo de laboratório

Testes em escala de protótipo demonstraram que o gerador de hidrogênio funciona bem para atender às necessidades de uma célula a combustível de 150 watts.

Um "cartucho" com 240 gramas de alano alimentou a célula de combustível a hidrogênio continuamente por três horas.

O único impedimento atual para a construção de protótipos maiores é a disponibilidade do alano, um material que ainda não é produzido comercialmente, precisando ser sintetizado em laboratório.