Por vezes, as soluções para problemas difíceis podem se tornar bastante básicas. Isso é especialmente verdade para uma equipe de pesquisadores do Laboratório Nacional Brookhaven, onde a solução para um problema difícil acabou sendo não só bastante básica, mas também um pouco ácida.

O problema difícil em que eles estavam trabalhando era como armazenar combustível hidrogênio. O gás hidrogênio (H2) é um combustível limpo e poderoso, mas também é extremamente leve, o que torna difícil e caro o armazenamento. Ele é tipicamente mantido em tanques de alta pressão, embora pesquisadores em outro laboratório recentemente encontraram uma maneira possível de mantê-lo em gaiolas congeladas naturalmente formadas.

Em um artigo publicado no dia 18 de março na Nature Chemistry, pesquisadores da Brookhaven liderados pelo químico Etsuko Fujita anunciaram que tinham encontrado uma maneira segura e reversível de armazenar hidrogênio sob condições suaves (e, portanto, espera-se, muito mais econômicas), usando um catalisador recentemente desenvolvido.

O seu trabalho começou vendo ácidos e bases de uma maneira não convencional — como potenciais portadores de combustível hidrogênio. Os estudantes frequentemente aprendem sobre ácidos e bases como parte de seus projetos de feira de ciências. A reação ‘vulcânica’ do vinagre (um ácido suave) e bicarbonato de sódio (uma base suave) tem dado a muitos estudantes um interesse inicial nas ciências. Isso foi verdade para Jonathan Hull, um dos principais pesquisadores do jornal, que ficou intrigado ao ver uma reação semelhante soprar as rolhas das garrafas de vinho.

No entanto, muitos ácidos e bases são na verdade soluções aquosas cheias de hidrogénio. Em uma solução ácida, os átomos de hidrogênio vagueiam livres. Normalmente também lhes falta o electrão, o que lhes dá uma carga positiva (átomos e moléculas com uma carga positiva ou negativa são chamados iões). Numa solução básica, os átomos de hidrogénio estão normalmente ligados a outra coisa, um ião negativo de algum tipo. E sim, quando um ácido e uma base reagem um com o outro, eles normalmente criam algo neutro, como água.

O catalisador criado pelos pesquisadores no Brookhaven Lab conecta gás hidrogênio e dióxido de carbono, “armazenando” o hidrogênio ligado ao (a adição de) dióxido de carbono em uma solução levemente básica. A reação pode ser revertida – e o combustível hidrogênio liberado – pela adição de um pouco de ácido. Todo o processo pode ser executado, e facilmente revertido, em uma solução aquosa sob temperaturas e pressões suaves, sem subprodutos tóxicos, e a um ritmo mais rápido do que qualquer catalisador anterior.

Como consequência, o novo catalisador do Brookhaven Lab pode ser usado em futuros veículos a combustível hidrogênio, embora testes adicionais sejam necessários para ver se ele pode ser escalado economicamente até a produção industrial. Ele pode aparecer em outros sistemas de alta potência também – tempo e tecnologia dirão.

Este novo catalisador mostra o melhor dos National Labs em ação: pesquisadores assumindo problemas verdadeiramente desafiadores, e encontrando soluções básicas (e às vezes ligeiramente ácidas).