Armazenar hidrog\u00eanio de modo seguro, eficiente e econ\u00f4mico \u00e9 um dos principais desafios tecnol\u00f3gicos \u00e0 implementa\u00e7\u00e3o de uma nova matriz energ\u00e9tica, baseada em fontes mais limpas e sustent\u00e1veis de energia. Participar da supera\u00e7\u00e3o desse desafio \u00e9 o objetivo de Guilherme Zepon, docente do Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa) da Universidade Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar), um dos 12 jovens pesquisadores selecionados entre quase dois mil candidatos para receber R$ 1 milh\u00e3o do Instituto Serrapilheira, para desenvolvimento de projetos de pesquisa ousados que busquem responder a grandes quest\u00f5es em suas \u00e1reas de conhecimento. O an\u00fancio dos selecionados foi feito no dia 17 de maio, no Rio de Janeiro, sede do Serrapilheira.<\/p>\n
O Brasil tem enorme potencial de produ\u00e7\u00e3o de energia a partir de fontes renov\u00e1veis – especialmente solar e e\u00f3lica -, mas a concretiza\u00e7\u00e3o desse potencial ainda depende de desenvolvimentos cient\u00edficos e tecnol\u00f3gicos em diferentes pontos do processo, desde a produ\u00e7\u00e3o, passando pela armazenagem e transporte, at\u00e9 o uso da energia para diferentes finalidades. Nesse cen\u00e1rio, al\u00e9m do seu uso direto como combust\u00edvel, o hidrog\u00eanio tamb\u00e9m \u00e9 visto como vetor energ\u00e9tico ideal, ou seja, como solu\u00e7\u00e3o estrat\u00e9gica para armazenar e transportar a energia produzida de fontes renov\u00e1veis (a partir da produ\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio pela eletr\u00f3lise da \u00e1gua, com uso de energia solar ou e\u00f3lica, por exemplo).<\/p>\n
No entanto, o hidrog\u00eanio coloca v\u00e1rios desafios para esse transporte, pois, al\u00e9m de ser um g\u00e1s de baixa densidade – ocupando, assim, grandes volumes -, \u00e9 tamb\u00e9m inflam\u00e1vel e explosivo. Nesse contexto, uma das alternativas mais promissoras est\u00e1 nos hidretos met\u00e1licos, materiais formados a partir da exposi\u00e7\u00e3o de ligas met\u00e1licas a press\u00f5es de hidrog\u00eanio, o que resulta na incorpora\u00e7\u00e3o do \u00e1tomo de hidrog\u00eanio \u00e0 estrutura do material. Essa estrat\u00e9gia – chamada de armazenagem de hidrog\u00eanio no estado s\u00f3lido – j\u00e1 \u00e9 empregada em alguns tanques, abastecidos com hidretos met\u00e1licos, mas as propriedades desses hidretos ainda podem ser bastante otimizadas, e \u00e9 isto que busca a pesquisa do docente da UFSCar.<\/p>\n
Zepon conta que trabalhou com armazenagem de hidrog\u00eanio j\u00e1 na sua inicia\u00e7\u00e3o cient\u00edfica, quando era aluno de gradua\u00e7\u00e3o em Engenharia de Materiais, curso que concluiu na UFSCar em 2011. Depois, no mestrado e no doutorado, tamb\u00e9m conclu\u00eddos na UFSCar, o pesquisador focou em outras \u00e1reas e, a partir do final de 2016, quando se tornou docente na Universidade, retornou \u00e0 tem\u00e1tica. \u00abO edital do Serrapilheira buscava projetos inovadores e desafiadores e, nesse contexto, eu propus o estudo de novos materiais nunca antes utilizados para armazenagem de hidrog\u00eanio, que s\u00e3o as ligas met\u00e1licas de alta entropia\u00bb, conta Zepon.<\/p>\n
Enquanto as ligas met\u00e1licas convencionais apresentam apenas um ou dois elementos qu\u00edmicos preponderantes, as ligas de alta entropia – que s\u00e3o ligas n\u00e3o convencionais – s\u00e3o formadas a partir de, no m\u00ednimo, cinco elementos, em quantidades semelhantes. Zepon afirma que os primeiros registros desses novos materiais datam de 2004, e que cada vez mais cresce o interesse nessas ligas, dada a identifica\u00e7\u00e3o de propriedades interessantes em diferentes combina\u00e7\u00f5es. \u00abO ano do edital do Serrapilheira [2017] foi o ano em que publicamos nosso primeiro trabalho sobre a alta capacidade de absor\u00e7\u00e3o de hidrog\u00eanio de uma dessas ligas. Na mesma \u00e9poca, come\u00e7aram a surgir outros trabalhos ao redor do mundo sobre ligas semelhantes, indicando o seu potencial para essa aplica\u00e7\u00e3o\u00bb, conta o pesquisador.<\/p>\n
Um desafio na utiliza\u00e7\u00e3o de hidretos met\u00e1licos \u00e9 o balanceamento entre a afinidade da liga met\u00e1lica com o hidrog\u00eanio – ou seja, sua capacidade de absor\u00e7\u00e3o do hidrog\u00eanio – e a estabilidade desse hidreto, isto \u00e9, a temperatura necess\u00e1ria para que o hidrog\u00eanio volte a ser liberado. \u00abOs materiais j\u00e1 empregados ainda exigem temperaturas muito altas para a libera\u00e7\u00e3o do hidrog\u00eanio. Como, no caso das ligas de alta entropia, s\u00e3o utilizados v\u00e1rios elementos distintos, vislumbrei a possibilidade de controlar a afinidade e a estabilidade desses hidretos, dentre outras propriedades relacionadas \u00e0 armazenagem de hidrog\u00eanio, por meio das diferentes combina\u00e7\u00f5es entre os poss\u00edveis elementos qu\u00edmicos, e assim buscar materiais com propriedades melhores do que as dos materiais j\u00e1 existentes\u00bb, explica Zepon.<\/p>\n
Para tanto, na primeira fase do edital do Serrapilheira – que contemplou 65 projetos pelo per\u00edodo de um ano, com financiamento de at\u00e9 R$ 100 mil -, o docente da UFSCar, junto com o seu grupo de pesquisa – do Laborat\u00f3rio de Hidrog\u00eanio em Metais -, produziu ligas com diferentes composi\u00e7\u00f5es, identificando aquelas com propriedades de armazenagem de hidrog\u00eanio mais ou menos otimizadas. Agora, a partir da aprova\u00e7\u00e3o para a segunda fase – que deve durar tr\u00eas anos -, essas ligas ser\u00e3o estudadas visando a compreens\u00e3o do seu funcionamento. \u00abA primeira fase foi explorat\u00f3ria e, agora, entraremos em uma etapa de Ci\u00eancia b\u00e1sica, fundamental. O objetivo \u00e9 entender como controlar as propriedades do material a partir da sua composi\u00e7\u00e3o\u00bb, relata Zepon. \u00abAs ligas n\u00e3o convencionais s\u00e3o formadas por pelo menos cinco elementos, que eu posso escolher dentre as dezenas de op\u00e7\u00f5es da tabela peri\u00f3dica, o que abre um universo enorme de materiais a ser estudado. Quais elementos utilizar, em que quantidades e propor\u00e7\u00f5es, para obter as propriedades desejadas? Esta \u00e9 a grande pergunta do meu projeto\u00bb, resume o pesquisador.
\nDo financiamento de R$ 1 milh\u00e3o disponibilizado aos selecionados pelo Instituto Serrapilheira, R$ 300 mil est\u00e3o condicionados \u00e0 promo\u00e7\u00e3o da diversidade na Ci\u00eancia.<\/p>\n
No seu projeto, Guilherme Zepon pretende aplicar esse recurso na concess\u00e3o de bolsas de inicia\u00e7\u00e3o cient\u00edfica e mestrado a integrantes de popula\u00e7\u00f5es sub-representadas na Engenharia de Materiais, a serem identificadas em conjunto com o Serrapilheira. \u00abAl\u00e9m da quest\u00e3o da diversidade, essa possibilidade de oferecer bolsas \u00e9 um privil\u00e9gio para quem est\u00e1 em in\u00edcio de carreira, como eu, e tem essa oportunidade de montar uma equipe\u00bb, registra Zepon. \u00abAli\u00e1s, um aspecto muito importante a destacar \u00e9 que a sele\u00e7\u00e3o do projeto j\u00e1 \u00e9 a conquista de uma equipe, com outros docentes do Departamento e estudantes de gradua\u00e7\u00e3o e p\u00f3s-gradua\u00e7\u00e3o. Foi muito gratificante receber a not\u00edcia principalmente por ser resultado do trabalho de um ano com essa equipe\u00bb, complementa. \u00abTamb\u00e9m foi uma honra. Participar dos encontros com os 65 selecionados na primeira fase era sempre uma inje\u00e7\u00e3o de \u00e2nimo, uma oportunidade de ver como, apesar das adversidades, dos cortes de recursos, h\u00e1 muita gente boa produzindo Ci\u00eancia de qualidade no Pa\u00eds\u00bb, conclui o pesquisador da UFSCar.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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