No laboratório, um sólido liberta hidrogénio e metano a 80–110 °C

Aqueça o novo sólido entre 80 °C e 110 °C, mantenha o oxigénio afastado, e ele começa a libertar gás: primeiro metano, depois hidrogénio. O sólido é um composto cristalino de magnésio e zinco preparado por uma equipa indiana, e o resultado, publicado na Science Advances, é uma demonstração laboratorial de que um único material consegue reter e libertar dois componentes combustíveis.

O hidrogénio é atrativo porque produz apenas vapor de água e calor quando utilizado numa pilha de combustível ou quando queimado com oxigénio. Mas as pilhas de combustível de hidrogénio são caras, e a utilização prática do hidrogénio continua a ser estudada e desenvolvida. As misturas de hidrogénio e metano foram propostas como combustível de transição entre os combustíveis de hidrocarbonetos e o hidrogénio. As misturas dos dois gases têm uma eficiência de combustão superior e menos emissões do que os combustíveis de hidrocarbonetos, e a adição de metano reduz o risco de retorno de chama e de detonação, o que torna a mistura mais segura do que o hidrogénio puro. O obstáculo tem sido o armazenamento: a investigação anterior sobre armazenamento em sólidos tratava os dois gases separadamente, e alguns compostos que libertam metano decompõem-se durante a preparação, o que dificulta o seu isolamento e estudo.

A ideia da equipa foi incorporar grupos à base de carbono, denominados ligandos alquilo, numa estrutura rica em hidretos, de modo a que uma única plataforma molecular libertasse os dois gases. O composto não contém grupos estabilizadores volumosos, que noutros hidretos moleculares acrescentavam peso. Durante o aquecimento em condições isentas de oxigénio, o metano foi o único hidrocarboneto detetado, e a libertação ocorreu por etapas, e não de uma só vez. Em solução, aquecido a 100 °C, saiu apenas hidrogénio. O sólido que resta, composto por magnésio e zinco, é o que fica depois de os gases terem saído.

Os autores são claros: trata-se de uma prova de conceito, e não de um sistema de armazenamento de combustível. A recarga do material com gás e a verificação de se consegue repetir o ciclo de libertação ainda não foram testadas. O próximo objetivo da equipa é descobrir como é que a estrutura molecular controla qual o gás que sai e quando. Escrevem que alargar o conceito a precursores moleculares que absorvem e libertam gás de forma reversível, usando elementos mais leves dos blocos s e p da tabela periódica, «representaria um passo importante rumo a abordagens químicas para o armazenamento de combustível».

Se a recarga e os ciclos repetidos funcionarem, a abordagem poderá dar aos engenheiros uma forma sólida e de baixa temperatura de transportar hidrogénio e metano em conjunto, para uma mistura de transição mais limpa do que os combustíveis de hidrocarbonetos isoladamente. Por agora, quem mais beneficiaria são os investigadores, e não os condutores nem as empresas de energia: o trabalho ainda não saiu do laboratório, e não foi indicado qualquer prazo para a existência de um material prático.