Avanço na Separação de Isótopos de Hidrogênio em Temperaturas Mais Altas

Em um avanço significativo para a ciência dos materiais, uma nova estrutura imidazolato zeolítica à base de cobre (Cu-ZIF-gis) demonstrou capacidades excepcionais na separação de deutério (D2) do hidrogênio (H2) a 120 K (-153 °C). Essa temperatura, que excede o ponto de liquefação do gás natural, abre portas para aplicações industriais em larga escala, potencialmente aproveitando a infraestrutura de GNL existente para a produção econômica de D2. Anunciado em 19 de março de 2025 por uma equipe colaborativa incluindo UNIST, Universidade de Soongsil, Helmholtz-Zentrum Berlin e MLZ na TUM, a pesquisa aborda a crescente demanda por deutério, crucial para semicondutores, dispositivos de exibição e combustível de fusão. Os métodos tradicionais de destilação criogênica a 20 K (-253 °C) consomem muita energia. A estrutura Cu-ZIF-gis mantém sua eficácia em temperaturas mais altas devido à sua expansão de rede, facilitando a passagem e separação de gases por meio de peneiração quântica. Experimentos in situ de difração de raios X (XRD) e de espalhamento de nêutrons quase elástico (QENS) confirmaram a expansão da rede e as diferenças de difusividade de isótopos. A espectroscopia de dessorção térmica (TDS) indicou separação estável de D2. Os pesquisadores enfatizam o menor consumo de energia e a maior eficiência de separação do material em comparação com os métodos tradicionais, abrindo caminho para tecnologias sustentáveis de separação de isótopos.