Um tanque de hidrogênio poderia guardar combustível por 221 dias com um material poroso onde hoje duraria 64
Material cristalino promete triplicar o período de armazenamento do hidrogênio líquido em modelos de tanques criogênicos sem comprometer significativamente a capacidade
Uma pesquisa internacional mostrou que um tanque de hidrogênio líquido poderia prolongar seu período de armazenamento de 64 para 221 dias utilizando o material poroso IRMOF-20. Publicado na revista Nature Communications, o estudo combina experimentos de laboratório e modelagem computacional para investigar uma solução capaz de reduzir perdas durante o transporte de combustível.
Por que o IRMOF-20 pode transformar o armazenamento de hidrogênio líquido?
O hidrogênio é considerado uma alternativa para reduzir emissões em setores industriais e transportes de difícil eletrificação. Entretanto, armazená-lo em grandes quantidades representa um desafio. Na forma líquida, precisa permanecer próximo de −253 °C, temperatura extremamente baixa que exige tanques criogênicos com isolamento especializado.
Mesmo nesses recipientes, pequenas quantidades de calor atravessam as barreiras térmicas. Isso provoca evaporação, eleva a pressão interna e pode exigir a liberação controlada do gás. O IRMOF-20 oferece uma estratégia complementar ao isolamento: utilizar superfícies microscópicas para reter moléculas de hidrogênio e retardar sua saída.
Como os pesquisadores chegaram ao prazo de 221 dias?
A equipe realizou medições de adsorção e incorporou os resultados a um modelo de tanque de transporte com aproximadamente 56,6 metros cúbicos. Sob condições específicas de isolamento com vácuo intermediário, o recipiente convencional apresentou um tempo calculado de esgotamento de 64 dias.
Quando o modelo incorporou IRMOF-20, esse intervalo aumentou para aproximadamente 221 dias. O resultado representa uma extensão superior a três vezes, mas não corresponde a um tanque real operando durante sete meses. Trata-se de uma projeção baseada em propriedades medidas experimentalmente e condições idealizadas.
Os principais resultados incluem:
- Armazenamento convencional estimado em 64 dias;
- Período projetado de 221 dias com IRMOF-20;
- Preservação de aproximadamente 97% da capacidade volumétrica;
- Retenção de hidrogênio em poros microscópicos;
- Redução calculada das perdas por evaporação.
Uma aula sobre armazenamento de hidrogênio aborda materiais metal-orgânicos porosos e os princípios físicos utilizados nessa tecnologia.
Como os poros do IRMOF-20 conseguem retardar a evaporação?
O material pertence à família dos MOFs, estruturas metal-orgânicas formadas por unidades metálicas conectadas por moléculas orgânicas. Sua organização cria uma rede de cavidades minúsculas, oferecendo grande superfície interna para interação com o hidrogênio. Esse processo é chamado adsorção, diferente da absorção convencional.
Quando o hidrogênio ocupa esses espaços, interações com as paredes dos poros dificultam sua liberação. A saída das moléculas também exige energia, produzindo um efeito de amortecimento térmico. Dessa maneira, o material pode retardar o aumento da pressão enquanto o calor penetra gradualmente no tanque.
Como os cientistas verificaram as propriedades do material poroso?
O estudo publicado na Nature Communications, em setembro de 2026, reuniu pesquisadores da UNIST, na Coreia do Sul, da Universidade Ewha, da Universidade Técnica de Munique e do Instituto Laue-Langevin. Entre os autores estão Jaewoo Park, Hoi Ri Moon, Jitae T. Park e Hyunchul Oh.
Os experimentos combinaram medições de adsorção próximas de 20 kelvin, testes de aquecimento e espalhamento inelástico de nêutrons. Essa última técnica forneceu evidências indiretas de hidrogênio densamente confinado nos poros, com movimentos moleculares restringidos pelas interações com a estrutura.
Quais vantagens o IRMOF-20 apresentou sobre outro material investigado?
A equipe também avaliou o MIL-53(Al), material com estrutura flexível capaz de modificar seus poros conforme as condições de adsorção. Ele apresentou retenção mais intensa em determinadas temperaturas, mas sacrificou uma parcela considerável do espaço disponível para armazenar combustível.
O IRMOF-20 conseguiu equilibrar capacidade e retenção. Nas condições idealizadas, preservou aproximadamente 97% da capacidade volumétrica do hidrogênio líquido puro, enquanto o MIL-53(Al) alcançou cerca de 53%. A comparação evidencia a importância de combinar volume interno e interação molecular.
Quais obstáculos precisam ser superados antes de transportar hidrogênio por meses?
A principal limitação está na diferença entre modelos idealizados e equipamentos industriais. As simulações consideraram condições favoráveis de preenchimento dos poros e densidade do material. Tanques reais apresentam espaços entre partículas, exigências mecânicas e variações térmicas que podem reduzir o desempenho.
Também será necessário investigar custos de fabricação, estabilidade durante ciclos repetidos e integração com sistemas de transporte existentes. Embora os resultados indiquem potencial para reduzir perdas logísticas, nenhum teste industrial demonstrou ainda armazenamento por 221 dias. Os próximos experimentos deverão determinar quanto dessa vantagem permanece em condições operacionais.
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