MEPhI propõe o carbeto de lítio Li3C para armazenamento de hidrogênio na aviação

Estudo publicado na revista International Journal of Hydrogen Energy

O problema do armazenamento de hidrogênio na aviação

Pesquisadores da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear MEPhI apresentaram um material promissor voltado para a aviação a hidrogênio. A energia do hidrogênio vem ganhando destaque por ser mais ecológica e por contar com boa disponibilidade, mas guardar esse gás de forma prática ainda é um grande obstáculo. As soluções tradicionais exigem cilindros pesados operando sob pressão extremamente alta ou em temperaturas muito baixas, condições consideradas inadequadas para uso aeronáutico, segundo a assessoria de imprensa da universidade.

Por que o lítio entrou na análise

Os cientistas Alexander Yakovlev e Konstantin Katin avaliaram se o lítio poderia ajudar a contornar as limitações atuais do armazenamento de hidrogênio. Conforme explicado pela MEPhI, o lítio é o metal mais leve, o que o torna um candidato natural para compor tanques de combustível mais leves. Tentativas anteriores de distribuir átomos de lítio sobre a superfície de outros materiais, porém, resultaram em uma distribuição desigual - e, com isso, em perda de eficiência.

Carbeto de lítio (Li3C): energia de ligação e capacidade específica

No novo trabalho, o foco foi colocado em materiais à base de lítio. A equipe testou diferentes opções, incluindo óxidos e hidróxidos de lítio, mas a maior parte não apresentou desempenho satisfatório. Ao final, o material escolhido foi o carbeto de lítio (Li3C), que exibiu energia de ligação com o hidrogênio considerada ótima - cerca de 228 meV. Esse valor favorece o acúmulo eficiente de hidrogênio, sem que ele escape facilmente e sem ficar preso em excesso.

Um ponto forte adicional do Li3C é a baixa massa: há muito lítio e pouco carbono na sua composição. Isso se traduz em alta capacidade específica de hidrogênio, chegando a 80 gramas por quilograma de material. O resultado supera, de forma expressiva, os cilindros modernos de alta pressão, que entregam aproximadamente 40–50 gramas por quilograma do peso do sistema.

Outro comportamento relevante do Li3C aparece na liberação de hidrogênio quando aquecido. A temperatura de dessorção fica próxima da temperatura ambiente, o que permite utilizar o material sem necessidade de aquecimento ou resfriamento adicionais.