University of Groningen/Blake lab
Cristais do material magnetocalórico.
Uma nova tecnologia de arrefecimento, amiga do ambiente, utiliza ímanes para liquefazer o hidrogénio, e promete assim mudar completamente o jogo na produção de hidrogénio com eficiência energética.
A técnica, denominada arrefecimento magnetocalórico, utiliza materiais que aquecem quando expostos a um campo magnético e arrefecem quando o campo é removido.
A abordagem dos investigadores da Universidade de Groningen pode vir a reduzir significativamente os custos económicos e energéticos da liquefação do hidrogénio, uma etapa fundamental para a sua utilização industrial.
As indústrias exploram o hidrogénio como um elemento-chave nos esforços globais de neutralidade de carbono, por isso, a descoberta é classificada como importantíssima pelos autores do estudo publicado na Nature Communications a 3 de outubro.
O hidrogénio tem de ser arrefecido a uma temperatura extremamente baixa, especificamente -253°C ou 20 Kelvin, para ser armazenado como um líquido. Tradicionalmente, o arrefecimento a tais temperaturas tem sido energeticamente intensivo, aumentando os custos económicos e ambientais.
No entanto, o arrefecimento magnetocalórico oferece uma alternativa mais eficiente. O método funciona através da exposição de materiais magnetocalóricos a um campo magnético externo, fazendo com que os seus átomos se alinhem e o material aqueça. Este calor é então transferido e, quando o campo magnético é desligado, o material arrefece.
Este processo de arrefecimento pode atingir temperaturas suficientemente baixas para liquefazer o hidrogénio, tornando-o uma ferramenta com potencial para aplicações industriais.
Uma componente crítica da investigação é a utilização de elementos terrestres abundantes para criar os materiais magnetocalóricos, uma vez que os esforços anteriores se basearam em elementos de terras raras.
A extração destes elementos raros é dispendiosa e consome muita energia, o que vai contra os objetivos ambientais associados à produção de hidrogénio. Os novos materiais dos investigadores foram concebidos para serem mais sustentáveis, minimizando a pegada ecológica da liquefação do hidrogénio.
“Mostramos que as excelentes propriedades magnetocalóricas podem ser atribuídas a uma transição de fase ferromagnética de segunda ordem”, lê-se no estudo.
“O nosso material, ou uma futura variante do mesmo, poderia provavelmente reduzir o custo e melhorar a compatibilidade ambiental desta tecnologia de arrefecimento”, afirma também o autor principal, Graeme Blake, citado pelo Tech Explorist.
“Esperamos que ainda haja espaço para melhorar as propriedades magnetocalóricas, por exemplo, incorporando metais de transição com momentos magnéticos maiores”, reforça.
