Produção de hidrogênio
Hoje, praticamente a totalidade do hidrogênio é produzido a partir do gás natural, um combustível fóssil como o petróleo, o que anula seus benefícios ambientais, além de sair caro demais.
Os pesquisadores das universidades Penn State e Virginia, nos Estados Unidos, descobriram como produzir hidrogênio mergulhando aglomerados de átomos de alumínio em água. Os aglomerados quebram as moléculas de água, produzindo hidrogênio e oxigênio.
A quebra da molécula de água também pode ser feita por meio de eletrólise, mas o processo consome mais energia do que produz.
Aglomerados de alumínio
Os pesquisadores descobriram que, além das propriedades eletrônicas dos aglomerados de alumínio, o seu formato é essencial na reação com a água.
"Nossas pesquisas anteriores sugeriam que eram as propriedades eletrônicas que governavam tudo sobre esses aglomerados de alumínio, mas este novo estudo mostrou que é o arranjo dos átomos no interior dos aglomerados que faz com que eles quebrem as moléculas de água," explica o professor A. Welford Castleman Jr.
Reação espontânea
A molécula de água liga-se entre dois pontos do aglomerado de alumínio, com um dos pontos funcionando como um ácido de Lewis - um centro positivamente carregado que aceita um elétron - e o outro ponto funcionando como uma base de Lewis - um centro negativamente carregado pronto para ceder um elétron.
O alumínio ácido de Lewis liga-se ao oxigênio da molécula de água e o alumínio base de Lewis dissocia o átomo de hidrogênio. Se o processo ocorrer uma segunda vez, envolvendo dois outros átomos de alumínio, restarão dois átomos de hidrogênio, que se ligarão para formar uma molécula de hidrogênio na forma de gás (H2).
Produção de hidrogênio sem gasto de energia
O hidrogênio é produzido a temperatura ambiente. "A capacidade para produzir hidrogênio a temperatura ambiente é importante porque significa que nós não usamos nenhum tipo de calor ou energia para disparar a reação," afirmam os pesquisadores.
A descoberta é importante não apenas para a produção de hidrogênio, mas também por abrir caminho para uma nova abordagem na produção de catalisadores, que poderão ser desenvolvidos para quebrar outras moléculas.
Reciclagem dos aglomerados de alumínio
Agora os pesquisadores querem descobrir como reciclar os aglomerados de alumínio para que eles possam ser reutilizados continuamente, abrindo a possibilidade de uso prático da nova tecnologia.
A reciclagem consistirá em uma forma para retirar o grupo hidroxila (OH-) que fica ligado aos aglomerados de alumínio depois que a molécula de hidrogênio é liberada.
Bibliografia:
Complementary Active Sites Cause Size-Selective Reactivity of Aluminum Cluster Anions with Water
Patrick J. Roach, W. Hunter Woodward, A. W. Castleman, Jr., Arthur C. Reber, Shiv N. Khanna
Science
January 2009
Vol.: 323. no. 5913, pp. 492 - 495
DOI: 10.1126/science.1165884
