Supercondutor de hidrogênio pode tornar-se realidade

Converter hidrogênio em metal supercondutor demanda altas pressões impossíveis na Terra. Mas químicos encontram solução.

taniager

13 Junho 2011 | 21h21

Química teórica Eva Zurek da Universidade de Búfalo. Crédito: University at Buffalo.

Química teórica Eva Zurek da Universidade de Búfalo. Crédito: University at Buffalo.

Na busca por supercondutores, encontrar caminhos para comprimir o hidrogênio e assim transformá-lo em um metal tem sido o foco de muitas experiências, desde que os cientistas previram, há muitos anos, que a eletricidade fluiria desinibida através deste material.

Acredita-se que o hidrogênio metálico líquido possa existir nos interiores de alta gravidade de Júpiter e Saturno. Mas, até agora, na Terra, os pesquisadores foram incapazes de usar técnicas de compactação estática para espremer hidrogênio sob altas pressões, o suficiente para convertê-lo em um metal. Métodos de onda de choque foram bem sucedidos, mas como os experimentos com células de diamante bigorna têm mostrado, o hidrogênio permanece um isolante mesmo sob pressões equivalentes àquelas encontradas no núcleo da Terra.

Para contornar o problema, dois químicos da Universidade de Buffalo propuseram uma solução alternativa para metalizar o hidrogênio: ao adicionar sódio ao hidrogênio, seria possível converter o composto em um metal supercondutor sob pressões significativamente mais baixas.

A pesquisa, publicada em 10 de Junho na revista Physical Review Letters, detalha as conclusões de Eva Zurek e Pio Baettig.

Conclusões tiradas via programa computacional

Usando um programa de computador de código aberto, projetado por David Lonie da referida universidade, Zurek e Baettig olharam para hídridos de poli de sódio que, sob pressão, seriam candidatos viáveis como supercondutores. O programa, XtalOpt, é um algoritmo evolutivo que incorpora cálculos de mecânica quântica para determinar as geometrias mais estáveis ou estruturas de cristal de sólidos.

Ao analisar os resultados, Baettig e Zurek descobriram que o NaH9, que contém um átomo de sódio para cada nove átomos de hidrogênio, pode tornar-se metálico a uma pressão experimentalmente realizável, de cerca de 250 gigapascais – 2,5 milhões de vezes a pressão atmosférica normal da Terra, mas menor que a pressão em seu núcleo (cerca de 3,5 milhões de atmosferas).

“É uma pesquisa muito básica,” diz a química teórica Zurek. “Mas se fosse potencialmente possível metalizar hidrogênio usando a adição de sódio, este hidrogênio, finalmente, poderia ajudar-nos a compreender melhor os supercondutores e levar a novas abordagens para projetar um supercondutor à temperatura ambiente”. Um supercondutor como este melhoraria consideravelmente a eficiência das tecnologias de transmissão de energia.

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