Da Nang: Estudantes criam dispositivo de armazenamento de hidrogênio

Um grupo de estudantes de Da Nang usou materiais de hidreto metálico e técnicas de aquecimento para realizar o processo de carga e descarga de hidrogênio, criando um dispositivo que pode armazenar mais de 20 g de hidrogênio gasoso.

A pesquisa foi conduzida por Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam e Mai Duc Hung, do Departamento de Mecânica Automotiva, Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade de Educação Técnica - Universidade de Danang, em outubro de 2023. O produto visa a tecnologia de armazenamento de energia de hidrogênio sólido, aplicada em sistemas de gerenciamento de energia e transporte verde.

O produto é projetado com duas partes principais: um tanque de hidrogênio com componentes auxiliares e um sistema de controle inteligente. O princípio de funcionamento do tanque baseia-se na reação entre o magnésio metálico presente no tanque e o hidrogênio, criando o composto de Hidreto de Magnésio (MgH₂). Quando aquecido a 250-350 °C, o carregamento de hidrogênio ocorre sob condições de pressão acima de 1 bar. Por outro lado, a liberação de hidrogênio ocorre quando a pressão está abaixo de 1 bar.

Com um sistema inteligente que inclui microcontroladores e sensores que monitoram e controlam a temperatura e a pressão, isso garante que o sistema opere de forma eficiente e segura durante a transição de fase do composto de armazenamento de hidrogênio.

De acordo com o líder da equipe, Vo Du Dinh, existem atualmente três tecnologias de armazenamento de hidrogênio: gás comprimido, gás liquefeito e sólido. Na forma de gás comprimido, o hidrogênio é armazenado em tanques de alta pressão, de 350 a 700 bar (5.000 a 10.000 psi). Na forma líquida, o hidrogênio é resfriado a -253 °C para se transformar em líquido e, em seguida, armazenado em tanques isolados. Na forma sólida, o hidrogênio é armazenado em compostos de hidreto metálico ou outros materiais absorventes, como estruturas metalorgânicas (MOFs), nanotubos de carbono, etc.

Segundo Dinh, cada método de armazenamento apresenta diferentes vantagens e desvantagens. Portanto, a escolha da tecnologia depende da finalidade de uso, como transporte, armazenamento estático ou aplicações móveis... onde fatores como custo, desempenho e segurança são levados em consideração.

A equipe de avaliação afirmou que os desafios no armazenamento de hidrogênio exigem tecnologias complexas e de alto custo para garantir segurança e eficiência. A falta de infraestrutura de apoio e a baixa eficiência econômica são grandes barreiras à ampla aplicação do hidrogênio como fonte de energia limpa.

Na pesquisa da equipe, os membros queriam criar um dispositivo para armazenar hidrogênio na forma sólida, pois essa tecnologia é segura e menos propensa a explosões. Essa tecnologia facilita o armazenamento, pois não requer pressões extremamente altas ou temperaturas extremamente baixas, como ocorre no armazenamento de gás ou gás liquefeito.

Teoricamente, o produto do grupo pode armazenar materiais e, após a reação, produzirá uma produção máxima de 20,74 g de hidrogênio gasoso. Segundo Dinh, este é um número estimado devido às limitadas instalações de pesquisa e à falta de equipamentos especializados, portanto, a massa real ainda não foi determinada.

O grupo projeta tanques especializados de acordo com as normas e regulamentações vietnamitas para vasos de pressão. Caso ocorram problemas inesperados durante a operação do dispositivo, o sistema de aquecimento indireto corta todas as fontes de calor e retorna ao estado normal para garantir a segurança.

O Dr. Bui Van Hung, professor da Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade de Educação Técnica da Universidade de Da Nang, avaliou que a pesquisa do grupo está apenas na fase de encontrar materiais de armazenamento adequados que possam absorver e liberar hidrogênio. O grupo também construiu um modelo de simulação da capacidade e das condições de armazenamento desse combustível.

Ele avaliou que a quantidade de hidrogênio no produto do grupo, estimada em cerca de 20 g, equivalente a cerca de 0,66 kWh, é bastante baixa. Esse nível de energia é adequado para pequenos dispositivos ou experimentos, mas não o suficiente para operar veículos como carros ou equipamentos industriais por muito tempo.

Para aumentar a quantidade de hidrogênio armazenado, o Dr. Hung sugeriu que a equipe encontrasse ligas ou materiais que pudessem absorver mais hidrogênio sem aumentar muito a massa do material. No entanto, alguns materiais com alta densidade de armazenamento de hidrogênio exigem condições e ambientes que dificultam a transição de fase entre carga e descarga. Ele afirmou que, com base nessa pesquisa, a equipe precisa realizar mais testes em materiais com transição de fase difícil em um futuro próximo.

De acordo com a Propriedade Intelectual e Inovação

Fonte: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/da-nang-sinh-vien-tao-ra-thiet-bi-luu-tru-hydrogen/20241022085643255