Cientistas criam um combustível líquido à prova de fogo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 04/10/2023

Se não houver um campo elétrico presente, o combustível não irá queimar. Tire a eletricidade e o fogo apaga.
[Imagem: Prithwish Biswas et al. - 10.1021/jacs.3c04820]

Combustível líquido que não queima

Engenheiros químicos sintetizaram um combustível líquido que só entra em ignição com a aplicação de uma corrente elétrica - não adianta nem chegar um maçarico nele, se não houver uma corrente elétrica, ele não queima.

Como não reage às chamas, o combustível não pode provocar incêndios acidentais durante o armazenamento ou transporte, o que o torna um combustível líquido "seguro".

"O combustível que normalmente usamos não é muito seguro. Ele evapora e pode pegar fogo, e é difícil impedir isso," disse Yujie Wang, da Universidade da Califórnia em Riverside. "É muito mais fácil controlar a inflamabilidade do nosso combustível e impedir que ele queime quando removemos a tensão."

Quando um combustível líquido - como etanol, diesel ou gasolina - entra em combustão, não é o próprio líquido que queima. Em vez disso, são as moléculas voláteis do combustível que pairam acima do líquido que se inflamam em contato com o oxigênio e o calor. A remoção da fonte de oxigênio extinguirá a chama, mas isso é difícil de fazer fora de um motor, mais ainda em um incêndio acidental descontrolado.

"Se você jogar um fósforo em uma poça de gasolina no chão, é o vapor do gás que está queimando. Você pode sentir o cheiro desse vapor e saber instantaneamente que ele é volátil," disse Prithwish Biswas, coautor da descoberta. "Se você puder controlar o vapor, você pode controlar se o combustível queima."

Outra questão em aberto refere-se ao custo do combustível, que deverá ser mais caro do que a versão normal.
[Imagem: Prithwish Biswas et al. - 10.1021/jacs.3c04820]

Combustível que só queima com eletricidade

A base do novo combustível é um líquido iônico, que é uma espécie de sal liquefeito. "Ele é similar ao sal que usamos para dar sabor aos alimentos, que é o cloreto de sódio," explicou Wang. "O que usamos para este projeto tem ponto de fusão inferior ao do sal de cozinha, baixa pressão de vapor e é orgânico."

O truque consistiu em modificar a fórmula do líquido iônico, substituindo o cloro (Cl) pelo perclorato (NaClO₄), o que foi suficiente para que o combustível deixasse de queimar ante uma chama, como acontece com o combustível normal antes da modificação química. Mas bastou a aplicação de um campo elétrico no novo combustível para que ele queimasse normalmente.

"Assim que desligamos a corrente, a chama desapareceu e pudemos repetir esse processo indefinidamente - aplicando voltagem, vendo a evaporação, acendendo o vapor para que ele queimasse e depois apagando-o," contou Wang. "Ficamos entusiasmados em encontrar um sistema que pudéssemos iniciar e parar tão rapidamente."

Outras vantagens e ressalvas

Aumentar a corrente a que o combustível é submetido resulta em chamas maiores, com maior produção de energia. Assim, a técnica também poderia funcionar como um sistema de medição ou aceleração em um motor. "Você pode medir a combustão desta forma, e cortar a tensão funciona como um interruptor de homem morto - um recurso de segurança que desliga automaticamente uma máquina se o operador ficar incapacitado," disse o professor Michael Zachariah.

Uma propriedade interessante do líquido iônico é que ele pode ser misturado com combustível convencional e ainda assim manter esse seu comportamento. "Mas é preciso haver pesquisas adicionais para entender qual porcentagem pode ser misturada e ainda assim não ser inflamável," disse Zachariah.

Na verdade, há questões essenciais que precisam ser respondidas antes que esse "combustível seguro" possa ser comercializado, sendo a principal delas o aspecto prático, mais especificamente que modificações seriam necessárias nos motores para que eles possam usar o novo combustível. Além disso, o combustível precisará ser testado em vários tipos de motores e sua eficiência precisará ser determinada, algo que a equipe ainda não fez.

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