Banco de questões – Química geral – Isoterma de adsorção

por Experimentoteca

[Unicamp 2021] Um dos grandes desafios para a consolidação de uso do hidrogênio como combustível é seu armazenamento seguro e em grande quantidade. O hidrogênio pode ser armazenado puro, como gás ou líquido. Atualmente, parece mais adequado armazenar o hidrogênio na forma de hidretos metálicos ou adsorvido em materiais porosos nanoestruturados. Para que o armazenamento seja considerado eficiente, o material deve apresentar capacidade de armazenamento máxima em pressão constante e boa reversibilidade; ou seja, o armazenamento (adsorção) e a liberação (dessorção) devem ocorrer em condições similares. Essas características do armazenamento podem ser observadas em um gráfico denominado “isoterma de adsorção”, que é uma curva de composição de hidrogênio no material (C, kg de H_2/kg de material) em função da pressão.

isoterma de adsorção

a) A figura ao lado mostra a isoterma de três materiais que poderiam ser empregados para armazenar H_2. Qual curva (A, B ou C) representa o melhor material para se armazenar o hidrogênio? Justifique sua escolha.

b) Um carro com motor a combustão interna consome 24 kg de gasolina (d = 700 kg \: m^-^3) ou 8 kg de hidrogênio para percorrer uma distância de 400 km, adsorvido em um material intermetálico do tipo Mg_2Ni. Considerando que a massa e o volume de um carro médio são aproximadamente de 6 m^3 e 1.000 kg, respectivamente, uma possível desvantagem desta tecnologia alternativa estaria relacionada à massa ou ao volume relativamente ocupado pelo Mg_2Ni? Justifique.


Dados do Mg_2Ni: capacidade de armazenamento de H_2 = 3,6 kg de H_2 por 100 kg de Mg_2Ni; densidade = 3.400 kg \: m^=3^.




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