Uma abordagem inovadora poderia transformar nanoparta­culas em reservata³rios simples para armazenar hidrogaªnio. O gás altamente vola¡til éconsiderado um portador de energia promissor para o futuro, que poderia fornecer combusta­veis ecola³gicos para aviaµes, navios e caminhaµes, por exemplo, além de permitir a produção de aa§o e cimento ecologicamente correta - dependendo de como o gás hidrogaªnio égerado. No entanto, armazenar hidrogaªnio écaro: ou o gás tem que ser mantido em tanques pressurizados, a até700 bar, ou deve ser liquefeito, o que significa resfria¡-lo a menos 253 graus Celsius. Ambos os procedimentos consomem energia adicional.

Uma equipe liderada por Andreas Stierle da Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) lançou as bases para um manãtodo alternativo: armazenar hidrogaªnio em pequenas nanoparta­culas feitas do precioso metal pala¡dio , com apenas 1,2 nana´metros de dia¢metro. O fato de que o pala¡dio pode absorver hidrogaªnio como uma esponja éconhecido hálgum tempo. "No entanto, atéagora, retirar o hidrogaªnio do material novamente representava um problema", explica Stierle. "a‰ por isso que estamos testandopartículas de pala¡dio com apenas cerca de um nana´metro de dia¢metro." Um nana´metro éum milionanãsimo de mila­metro.

Para garantir que aspartículas minaºsculas sejam suficientemente resistentes, elas são estabilizadas por um núcleo feito do raro metal precioso ira­dio. Além disso, eles são fixados a um suporte de grafeno, uma camada extremamente fina de carbono. “Somos capazes de anexar aspartículas de pala¡dio ao grafeno em intervalos de apenas dois nana´metros e meio”, relata Stierle, que éo chefe do DESY NanoLab. "Isso resulta em uma estrutura regular e peria³dica." A equipe, que também inclui pesquisadores das Universidades de Cola´nia e Hamburgo, publicou suas descobertas na revista ACS Nano da American Chemical Society (ACS) .

A fonte de raios X do DESY, PETRA III, foi usada para observar o que acontece quando aspartículas de pala¡dio entram em contato com o hidrogaªnio: Essencialmente, o hidrogaªnio adere a ssuperfÍcies das nanoparta­culas, com quase nenhuma penetração dentro. As nanoparta­culas podem ser retratadas como chocolates: uma noz de ira­dio no centro, envolvida por uma camada de pala¡dio, em vez de maa§apa£o, e revestida de chocolate na parte externa pelo hidrogaªnio. Para recuperar o hidrogaªnio armazenado, basta adicionar uma pequena quantidade de calor; o hidrogaªnio érapidamente liberado dasuperfÍcie daspartículas, porque as moléculas de gás não precisam sair de dentro do aglomerado.

“Em seguida, queremos descobrir quais densidades de armazenamento podem ser alcana§adas usando esse novo manãtodo”, diz Stierle. No entanto, alguns desafios ainda precisam ser superados antes de prosseguir para as aplicações prática s. Por exemplo, outras formas de estruturas de carbono podem ser um carreador mais adequado do que o grafeno - os especialistas estãoconsiderando o uso de esponjas de carbono, contendo poros minaºsculos. Quantidades substanciais de nanoparta­culas de pala¡dio devem caber dentro delas.

A última edição da revista de pesquisa DESY, femto, examina este e outros conceitos inovadores para a economia do hidrogaªnio e um fornecimento de energia sustenta¡vel. A revista explica como a pesquisa fundamental pode contribuir para inovações para a transição energanãtica. Nãose trata apenas de usar o hidrogaªnio como portador de energia, mas também de células solares sustenta¡veis ​​e novas formas de geração de energia, além de alcana§ar maior eficiência energanãtica na própria pesquisa, ao operar grandes aceleradores departículas, por exemplo.