MEPhI propõe carbeto de lítio (Li3C) para armazenamento de hidrogênio na aviação

Estudo publicado na revista International Journal of Hydrogen Energy

Armazenamento de hidrogênio na aviação: o gargalo atual

Pesquisadores da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear MEPhI propuseram um material promissor voltado à aviação a hidrogênio. A energia do hidrogênio vem ganhando espaço por ser mais limpa e por contar com ampla disponibilidade, mas o armazenamento ainda é um entrave importante. As abordagens tradicionais dependem de cilindros pesados sob pressão altíssima ou de condições de temperatura extremas - algo considerado inadequado para uso em aeronaves. A informação foi divulgada pela assessoria de imprensa da MEPhI.

Por que o lítio foi considerado

No trabalho, os cientistas Alexander Yakovlev e Konstantin Katin analisaram se o lítio poderia ajudar a contornar o problema do armazenamento de hidrogênio. Conforme explicado pela MEPhI, o lítio é o metal mais leve, característica que o torna um candidato natural para o desenvolvimento de tanques de combustível com menor massa. Tentativas anteriores buscaram espalhar átomos de lítio na superfície de outros materiais, porém isso acabou gerando distribuição desigual e, como consequência, queda de eficiência.

Carbeto de lítio (Li₃C) e a ligação com o hidrogênio

Na nova pesquisa, o foco se voltou para materiais baseados em lítio. Foram avaliadas várias alternativas, incluindo óxidos e hidróxidos de lítio, mas a maior parte não entregou desempenho satisfatório. Ao final, o material escolhido foi o carbeto de lítio (Li₃C), que apresentou energia de ligação com o hidrogênio considerada ideal - cerca de 228 meV. Esse valor permite armazenar o hidrogênio de forma eficiente, sem risco de vazamento por ligação fraca e sem “prender” demais o gás.

Uma vantagem relevante do Li₃C é a baixa massa. Por ter muito lítio e pouco carbono, o material alcança alta capacidade gravimétrica de hidrogênio - até 80 gramas por quilograma de material. Isso supera com folga os cilindros modernos de alta pressão, que ficam em torno de 40–50 gramas por quilograma do peso do sistema.

Outra característica do Li₃C é a liberação de hidrogênio quando aquecido. A temperatura de dessorção é próxima da ambiente, o que abre a possibilidade de uso sem aquecimento extra nem necessidade de resfriamento.