Polimeros

1 INTRODUÇÃO

Os problemas relacionados à permeação de hidrogênio em metais são amplamente conhecidos e difundidos, bem como algumas técnicas de monitoramento. Porém, ainda existe a necessidade de se desenvolver um sensor de hidrogênio confiável e de baixo custo para aplicação industrial.

Já bastante empregados em pilhas a combustível, as membranas poliméricas, como por exemplo, o Nafion®, podem ser uma alternativa viável para uso como eletrólito sólido em sensores eletroquímicos de hidrogênio. A possibilidade desta aplicação se dá pelas características deste polímero, como a condutividade protônica, resistência mecânica e química e durabilidade.

Neste trabalho será feita uma revisão bibliográfica sobre as características deste polímero, os parâmetros desejáveis para seu uso como eletrólito sólido, alguns métodos de preparação e os exemplos de aplicação do Nafion® na detecção de hidrogênio, visando criar uma base de conhecimento para futura aplicação deste tipo de membrana em sensores de permeação de hidrogênio em metais.

2 MATERIAIS E MÉTODOS

2.1 Danos pelo hidrogênio e seu monitoramento

A interação de hidrogênio com metais, sobretudo o aço, é um tema de grande relevância em pesquisas e desenvolvimento. Os mecanismos de interação do hidrogênio com metais e suas causas, embora objeto de muitas pesquisas, ainda apresentam pontos importantes a serem esclarecidos. De toda maneira, é de consenso geral que a fragilização por hidrogênio causa a perda de propriedades mecânicas de metais pela penetração e retenção de hidrogênio, podendo levar a falhas prematuras do material. É possível constatar este fato de diversas formas, com diferentes mecanismos de ruptura e a partir de várias fontes de hidrogênio.

Dos setores industriais, os que mais apresentam relatos sobre o problema são os de produção, transporte e refino de óleo e gás. Neste setor, questões econômicas, de segurança, continuidade operacional e controle acentuam a preocupação com o fenômeno. Portanto, o emprego de soluções de monitoramento da permeação de hidrogênio em aços é uma necessidade.

Um grande esforço de pesquisa e desenvolvimento tem apresentado inúmeras tecnologias de detecção de hidrogênio em metais. Todavia, ainda há uma grande demanda de aprimoramento de sensores de permeação de hidrogênio e de seus equipamentos periféricos. O principal problema encontrado na prática é como quantificar, de modo seguro, rápido e economicamente viável, a permeação de hidrogênio em um material sujeito a um meio corrosivo gerador de hidrogênio, de modo a utilizar medidas de controle para evitar os danos que podem ser causados [1].