O hidrogênio destrói metais?

Muito antes de David Hasselhoff ondular seus peitorais nas praias de "Baywatch", ele estrelou um programa de TV chamado "Knight Rider", um sucesso de ação com um supercarro chamado KITT. O carro chamativo era tão legal e tão poderoso (que adolescente que se preze não queria sentar ao volante?) hora. Caramba, o carro até falava como um avô carinhoso.

O que deu ao KITT seu incrível poder? O carro veio equipado com um motor movido a hidrogênio que permitiu que Michael Knight (Hasselhoff) atormentasse os vilões da TV mais covardes do início dos anos 80.

Mais de uma década depois que a série original caiu e queimou nas classificações, políticos, jornalistas e outros começaram a divulgar o hidrogênio como a energia do futuro, uma alternativa aos combustíveis fósseis como o carvão. Eles disseram que o hidrogênio era o elixir mágico que alimentaria todas as nossas necessidades elétricas e de transporte. Afinal, o hidrogênio era abundante e queimado limpo, o que teoricamente ajudaria a reduzir as emissões de gases de efeito estufa. De fato, em 2003, ninguém menos que o presidente dos Estados Unidos, George W. Bush, que fez fortuna no negócio do petróleo, anunciou que estava destinando US$ 1,2 bilhão para tentar fazer do hidrogênio o combustível preferido dos americanos [fonte: CNN ].

Quem poderia culpá-lo? O hidrogênio é uma fonte maravilhosa de combustível. Heck, ele alimenta o sol. Não só isso, nunca podemos ficar sem hidrogênio. Está no nosso ar e na nossa água. O hidrogênio é o elemento mais abundante no universo (embora não na Terra).

Mas antes de investir em um veículo movido a hidrogênio , pense nisso: a ferrugem nunca dorme, e o hidrogênio também não. O elemento torna o metal quebradiço, reduz sua resistência e pode enfraquecer um carro como um cupim através da madeira [fonte: Science Daily ]. Sim, não é bom.

Vamos viajar no tempo para o ano de 1520. Na Suíça, um alquimista chamado Philippus Aureolus Paracelsus colocou um pedaço de ferro em uma solução de ácido sulfúrico. O ácido começa a borbulhar em "um ar que irrompe como o vento". Embora Paracelso não soubesse disso na época, aquele vento que fazia bolhas acabou sendo hidrogênio. O elemento número 1 foi nomeado oficialmente no final do século 18 por Antoine-Laurent Lavoisier, um aristocrata francês que se interessou pela ciência e acabou perdendo a cabeça durante a Revolução Francesa [fontes: ASME , Chemical Heritage ].

Cientistas e inventores logo descobriram que o hidrogênio de Lavoisier era o elemento mais leve do universo. Embora isso possa ser maravilhoso para encher balões, não foi tão incrível quando se trata de interações entre hidrogênio e metal. Na verdade, os átomos de hidrogênio têm a incrível capacidade de penetrar em vários metais, tornando-os quebradiços, eventualmente rachando-os, rompendo-os e quebrando-os [fonte: Science Daily ].

Embora os cientistas estejam estudando o fenômeno desde 1875, eles não entendem completamente a física do problema. O que eles sabem é que os átomos de hidrogênio se difundem facilmente, ou se espalham, através dos metais, especialmente em altas temperaturas. Os átomos se recombinam para formar moléculas de hidrogênio. Essas moléculas encontram um lar nos cantos e recantos microscópicos do metal, criando uma enorme quantidade de pressão. Essa pressão reduz a resistência à tração do metal. Rachadura! O metal quebra [fonte: McGill University ].

Os pesquisadores não podem prever onde ocorrerá a fragilização por hidrogênio. Tudo o que eles sabem é que o minúsculo átomo de hidrogênio adora permear e devorar a maioria das ligas de alta resistência, incluindo aço e aquelas que são à base de níquel. Eles podem até ver isso acontecer durante simulações de computador [fonte: McGill University ]. A gravidade da fragilização varia com o tipo de liga e com a temperatura [fonte: Gray ].

A fragilização por hidrogênio tornou-se a ruína de coisas como porta-aviões, navios de guerra, aviões , naves espaciais e reatores nucleares . Ocasionalmente, as consequências foram mortais. Em 1985, um soldado morreu na Grã-Bretanha quando os parafusos de um canhão autopropulsado de 155 mm de fabricação americana falharam. Os parafusos estavam segurando o coletor que levantava e abaixava a arma. Os parafusos estalaram, prendendo o soldado sob o coletor. Os investigadores culparam a fragilização do hidrogênio. O gás tornava os parafusos tão frágeis que não podiam suportar os fortes solavancos produzidos pela arma de fogo. Em 1984, os parafusos (também para os suportes dos canhões) de um tanque M1 Abrams também se partiram [fonte: Anderson ].

Os cientistas estão trabalhando febrilmente tentando prever como, quando e onde ocorrerá a fragilização por hidrogênio. A indústria automobilística, entre outras, está preocupada com isso. Como você provavelmente sabe, os veículos movidos a hidrogênio obtêm sua energia de um dispositivo chamado célula de combustível . As células de combustível permitem que o hidrogênio se combine com o oxigênio para produzir calor e eletricidade. Os únicos subprodutos são calor e água [fonte: National Renewable Energy Laboratory ].

Os átomos de hidrogênio podem perfurar o metal durante o processo de fabricação, como quando os trabalhadores fazem peças de carro com placas de cromo, soldam peças juntas ou quando o metal é fresado ou prensado. A infiltração de hidrogênio também pode ocorrer quando o carro está sendo conduzido na estrada. Os átomos saturam o metal, infiltrando-se em tanques de combustível e outros componentes. Como resultado, peças de automóveis, como tanques de combustível, células de combustível e rolamentos de esferas, podem falhar sem aviso prévio. O resultado? Contas de reparo caras – e pior [fonte: Science Daily ].

Não descarte a ideia do carro a hidrogênio ainda. Pesquisadores na Alemanha estudam como os átomos de hidrogênio se movem através do metal. Ao traçar a rota dos átomos, eles esperam desenvolver materiais resistentes à fragilização que possam ser usados ​​em carros movidos a hidrogênio. Os cientistas também estão pesquisando maneiras de interromper o processo de fragilização aquecendo constantemente os átomos de hidrogênio que estão sempre em movimento [fonte: Science Daily ].

Ao entender melhor como os átomos de hidrogênio realizam seus negócios destrutivos, cientistas e engenheiros estão confiantes de que serão capazes de fabricar tanques de combustível a bordo e outras peças que não se degradam com o tempo [fonte: Azom.com ]. Antes que você perceba, estaremos todos dirigindo carros a hidrogênio.

Nota do autor: O hidrogênio destrói o metal?

Até começar a pesquisar este artigo, não fazia ideia de que o hidrogênio, o elemento mais abundante do universo, fosse tão destrutivo. Ah, claro, eu sabia o básico de por que meu amado Ford Ranger 1993 começou a enferrujar - oxigênio combinado com ferro para formar óxido de ferro, e antes que eu percebesse, eu estava raspando, preparando e pintando. Acho que não deveria ter ficado surpreso ao saber que o hidrogênio corrói o metal com a mesma facilidade. A fragilização do hidrogênio é um assunto sério, especialmente quando o hidrogênio é um componente-chave para resolver nossas necessidades de combustível e ajudar o planeta. Felizmente, os cientistas serão capazes de descobrir uma solução econômica para o problema.

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