{"id":131156,"date":"2011-04-01T17:23:06","date_gmt":"2011-04-01T16:23:06","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=131156"},"modified":"2011-04-01T17:23:06","modified_gmt":"2011-04-01T16:23:06","slug":"catalizadores-que-producen-hidrogeno-y-carbon-%e2%80%9ca-la-carta%e2%80%9d-de-grafito-a-grafeno","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2011\/04\/01\/131156","title":{"rendered":"Catalizadores que producen hidr\u00f3geno y carb\u00f3n \u201ca la carta\u201d: De grafito a grafeno"},"content":{"rendered":"

El Hidr\u00f3geno es una de las principales alternativas a los combustibles f\u00f3siles. Dentro de los procesos de producci\u00f3n de H2<\/sub> el de Descomposici\u00f3n catal\u00edtica de metano es uno de los m\u00e1s viables desde el punto de vista econ\u00f3mico y medioambiental. Este proceso fija el carbonen forma s\u00f3lida \u00a0ya que no produce CO2<\/sub>.\u00a0 Con el fin de aumentar la vialidad del proceso se han dise\u00f1ado catalizadores que permiten obtener H2<\/sub> y carb\u00f3n como subproducto de alto valor a\u00f1adido.<\/p>\n

[V\u00edctor A. de la Pe\u00f1a O\u2019Shea; Prabhas Jana\u2013 Instituto IMDEA Energ\u00eda-Grupo de Procesos Termoqu\u00edmicos]<\/p>\n

El Hidr\u00f3geno es considerado como una de las alternativas m\u00e1s viables a los combustibles f\u00f3siles, por lo que en los \u00faltimos a\u00f1os se ha dedicado un gran esfuerzo al desarrollo de materiales y m\u00e9todos dirigidos a la producci\u00f3n y almacenamiento del mismo. El metano derivado tanto de recursos f\u00f3siles como de Biomasa (Biog\u00e1s) es la principal fuente de almacenamiento de H2<\/sub> debido a su elevada relaci\u00f3n H\/C (4:1) y el reformado de gas natural es tecnolog\u00eda m\u00e1s usada para la producci\u00f3n de Hidr\u00f3geno. Sin embargo, el principal problema de este proceso es la formaci\u00f3n de grandes cantidades de CO2,<\/sub> (principal responsable del efecto invernadero) que debe de ser capturado lo que incrementa el coste del proceso. Por lo tanto, es necesario el uso de nuevos procesos que den lugar a una producci\u00f3n de hidr\u00f3geno, a partir de recursos renovables, y libre de emisiones de CO2<\/sub>. Dentro de este contexto, la Descomposici\u00f3n Catal\u00edtica de Metano (DCMe) se presenta como una v\u00eda de producci\u00f3n de hidr\u00f3geno muy prometedora y respetuosa con el medioambiente [1]:<\/p>\n

CH4 <\/sub>(g) \u2192H2 <\/sub>(g) + C(s)<\/p>\n

Por lo tanto esta tecnolog\u00eda permite producir un H2<\/sub> de alta pureza (apto para su uso en las pilas de combustible) y no genera emisiones directas de CO2<\/sub>. Por otro lado, se producen grandes cantidades de carb\u00f3n como subproducto que puede ser utilizado con diversos fines (agricultura, construcci\u00f3n, pilas de combustible entre otros).<\/p>\n

En los \u00faltimos a\u00f1os se han desarrollado distintos sistemas catal\u00edticos (basados en carb\u00f3n y metales de transici\u00f3n) activos en DCMe que incrementen la producci\u00f3n de H2<\/sub> \u00a0Aunque, el reto actual es el dise\u00f1o de nuevos catalizadores que controlen las propiedades f\u00edsicas del carb\u00f3n producido durante la reacci\u00f3n<\/strong>. Esto es relevante porque la valorizaci\u00f3n del carbono producido es crucial para aumentar la viabilidad del proceso.<\/p>\n

En general los materiales basados en carbono juegan un papel muy importante en la ciencia y la tecnolog\u00eda sobre todo desde el punto de vista energ\u00e9tico. Desde su uso ancestral como combustibles hasta la su aplicaci\u00f3n en nuevos materiales como la fibra de carbono. El carbono es un elemento que presenta una serie de propiedades especiales que dependen en una gran medida de su estructura. Los compuestos de carbono tienen varias formas alotr\u00f3picas: Diamante, grafito (3D), grafeno (2D), nanotubos (1D) o fullerenos (0D). En los \u00faltimos a\u00f1os, se ha prestado una gran atenci\u00f3n a las formas nanotubos y fullerenos por sus numerosas aplicaciones en nanotecnolog\u00eda. Pero en los desde su descubrimiento en 2004 [2] la estrella de los materiales de carbono es el Grafeno debido a sus propiedades electr\u00f3nicas que permiten su uso en: Ultracapacitadores, celdas solares, Circuitos integrados, transistores entre otras aplicaciones. \u00a0En el a\u00f1o 2010 los investigadores Prof. A.K. Geim and Dr. K. S. Novoselov de la Universidad de Manchester recibieron el Premio Nobel de F\u00edsica pos sus trabajos pioneros en la estabilizaci\u00f3n de monocapas de grafeno. El principal problema es que el coste derivado de la s\u00edntesis de estos compuestos es muy elevado y las cantidades que se producen son muy peque\u00f1as.<\/p>\n

Con el fin de unificar ambas tecnolog\u00edas, producci\u00f3n de H2<\/sub> y de materiales basados en carb\u00f3n con alto valor a\u00f1adido, se han desarrollado una serie de catalizadores basados en cobalto que permiten por medio de la DCMe a obtenci\u00f3n de H2<\/sub> de alta pureza y la producci\u00f3n de materiales de carb\u00f3n \u201ca la carta<\/em>\u201d en funci\u00f3n de las propiedades morfol\u00f3gicas y estructurales del catalizador y de las condiciones de reacci\u00f3n [3].<\/p>\n

\u00a0<\/p>\n

\"\"<\/a>\u00a0<\/p>\n

Dise\u00f1o de catalizadores de cobalto activos en la producci\u00f3n de H2<\/sub> y de diferentes formas alotr\u00f3picas del carb\u00f3n \u00a01) Grafito, 2) nanotubos;\u00a0 3) Grafeno.<\/p>\n

References<\/strong><\/p>\n
    \n
  1. \u00a0N.Z. Muradov, T.N.Veziroglu \u201cFrom hydrocarbon to hydrogenecarbon to hydrogen economy\u201d. Int J Hydrogen Energy, 30 (2005) 225-237<\/li>\n
  2. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsov, \u00a8Electric field effect in atomically thin carbon films\u00a8 Science, 306 (2004) 666-669.<\/li>\n
  3. P. Jana, V. A. de la Pe\u00f1a O\u2019Shea, J. M. Coronado, D. P. Serrano, \u00a8Co-production of graphene sheets and hydrogen by decomposition of methane using cobalt based catalysts\u00a8 Ener. & Environ. Sci., 4 (2011) 778-783.<\/li>\n<\/ol>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    El Hidr\u00f3geno es una de las principales alternativas a los combustibles f\u00f3siles. Dentro de los procesos de producci\u00f3n de H2 el de Descomposici\u00f3n catal\u00edtica de metano es uno de los m\u00e1s viables desde el punto de vista econ\u00f3mico y medioambiental. Este proceso fija el carbonen forma s\u00f3lida ya que no produce CO2. Con el fin de aumentar la vialidad del proceso se han dise\u00f1ado catalizadores que permiten obtener H2 y carb\u00f3n como subproducto de alto valor a\u00f1adido.<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[545,550,547,1,546],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131156"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=131156"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131156\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":131158,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131156\/revisions\/131158"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=131156"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=131156"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=131156"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}