O hidrogênio, como fonte de energia limpa, enfrenta o desafio do armazenamento eficiente para aplicação em larga escala. Os métodos tradicionais de armazenamento de hidrogênio exigem pressão extremamente alta ou temperaturas extremamente baixas, resultando em alto consumo de energia. Nesse contexto, os hidretos metálicos, com sua alta eficiência no armazenamento de hidrogênio, tornaram-se uma opção promissora. Fonte da imagem: Chemical Science (2025).
Pesquisadores da Northeastern University utilizaram uma infraestrutura de dados recém-criada — a Plataforma Digital de Hidrogênio (DigHyd) — para conduzir pesquisas com o objetivo de prever com mais precisão os indicadores de desempenho de materiais para armazenamento de hidrogênio. Essa plataforma integra mais de 5.000 registros experimentais da literatura, com o suporte de um modelo de linguagem de inteligência artificial. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista *Chemical Science*. Utilizando esse vasto banco de dados, os pesquisadores exploraram modelos fisicamente significativos, descobrindo que características atômicas fundamentais, como massa atômica e eletronegatividade, são descritores-chave para o armazenamento eficiente de hidrogênio em hidretos metálicos. O professor Hao Li, professor especialmente designado do Instituto de Materiais Avançados da Northeastern University, afirmou: "Este modelo de regressão de caixa branca é preciso e totalmente interpretável fisicamente. É transparente, ao contrário dos métodos tradicionais de aprendizado de máquina de 'caixa preta', nos quais não sabemos como os resultados finais do cálculo são obtidos." Essa transparência permite que os cientistas determinem estratégias de projeto. O modelo expressa os indicadores-alvo de forma concisa e fácil de entender, vinculando propriedades em escala atômica ao comportamento de armazenamento e demonstrando claramente o controle da composição do material na absorção e liberação de hidrogênio.
A pesquisa também revela uma relação de compromisso fundamental no campo dos hidretos metálicos: compostos de elementos leves e eletropositivos têm alta capacidade de armazenamento de hidrogênio, mas baixa pressão de equilíbrio à temperatura ambiente; compostos de metais de transição mais pesados liberam hidrogênio facilmente, mas têm baixa capacidade de armazenamento. Ligas à base de berílio podem equilibrar essas propriedades contraditórias, possuindo alta densidade de armazenamento de hidrogênio e estabilidade termodinâmica adequada. Além disso, este trabalho estabelece um método para acelerar a pesquisa de materiais energéticos. A estrutura baseada em descritores fornece um novo paradigma para conectar a análise orientada por dados e a compreensão física, oferecendo uma base escalável e transparente para o projeto de materiais de armazenamento de hidrogênio. Esse método pode ser estendido a ligas complexas e estruturas porosas, fornecendo um caminho para o desenvolvimento de sistemas de armazenamento de hidrogênio seguros, eficientes e de alta capacidade, contribuindo para a transição para tecnologias de energia limpa e neutra em carbono.
