{"id":131337,"date":"2011-09-13T11:45:24","date_gmt":"2011-09-13T10:45:24","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=131337"},"modified":"2011-09-13T11:45:24","modified_gmt":"2011-09-13T10:45:24","slug":"los-procesos-de-%e2%80%9cadsorcion%e2%80%9d-sobre-solidos-nanoporosos-como-posible-solucion-al-problema-del-almacenamiento-de-hidrogeno-a-temperatura-ambiente","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2011\/09\/13\/131337","title":{"rendered":"Los procesos de \u201cadsorci\u00f3n\u201d sobre s\u00f3lidos nanoporosos, como posible soluci\u00f3n al problema del almacenamiento de hidr\u00f3geno a temperatura ambiente"},"content":{"rendered":"

Autor: [Jos\u00e9 A. Villajos-Grupo de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica y Ambiental. Universidad Rey Juan Carlos]<\/strong><\/p>\n

\u00a0Los problemas derivados del almacenamiento y, en menor medida, del transporte de hidr\u00f3geno son, posiblemente, las mayores dificultades para la implementaci\u00f3n de la tecnolog\u00eda basada en este vector energ\u00e9tico para su uso en fuentes m\u00f3viles, toda vez que otras limitaciones como el coste de las pilas de combustible o la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno han sido objeto de importantes avances en los \u00faltimos a\u00f1os. Esto es debido a que, como el hidr\u00f3geno es el elemento m\u00e1s ligero de la naturaleza, su densidad energ\u00e9tica por unidad de masa es elevad\u00edsima (por ejemplo, m\u00e1s del triple que la de la gasolina) pero un cierto volumen de gas se corresponde con la m\u00ednima masa posible y, por tanto, con una peque\u00f1a cantidad de energ\u00eda. Por tanto, para que 5 o 6 kilogramos de hidr\u00f3geno gaseoso, suficientes para una autonom\u00eda de 500 kil\u00f3metros, sean almacenados en dep\u00f3sitos presurizados con un volumen tal que puedan ser transportados en el maletero de un utilitario es necesario presurizar a entre 700 y 1200 atm\u00f3sferas. Esto supone que se empleen 600 kilogramos de acero o 135 kg de fibra de carbono para resistir esta presi\u00f3n, lo que supone una proporci\u00f3n considerable del coste y del peso del veh\u00edculo.<\/p>\n

\u00a0Como alternativa se puede optar por la crioadsorci\u00f3n<\/em>, similar a un proceso de adsorci\u00f3n, <\/em>pero que se produce sobre la superficie de un s\u00f3lido a muy baja temperatura -la correspondiente al nitr\u00f3geno l\u00edquido- como indica el prefijo \u201ccrio<\/em>-\u201d. Como se necesita una gran superficie de s\u00f3lido, se trabaja con materiales nanoporosos, con poros de muy peque\u00f1o tama\u00f1o (un nan\u00f3metro es la millon\u00e9sima parte de un mil\u00edmetro), los cuales otorgan al s\u00f3lido una superficie interna elevad\u00edsima, del orden de un campo de f\u00fatbol por gramo de masa e incluso mayor en el mejor de los casos. El resultado final es que el hidr\u00f3geno almacenado presenta densidades m\u00e1sica y volum\u00e9trica similares a las que se obtienen cuando se encuentra comprimido a 700 atm\u00f3sferas, pero con la ventaja de haberse utilizado una presi\u00f3n muy inferior, lo que reduce la necesidad de emplear materiales de alta resistencia, peso y coste.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

\u00a0Mejora del almacenamiento a temperatura ambiente en un material poroso tipo MOF.<\/p>\n

\u00a0El problema es que los requisitos fijados por el Departamento de Energ\u00eda de Estados Unidos<\/em> implican el uso de temperaturas de operaci\u00f3n similares a la ambiental, lo que no es posible dada la baja energ\u00eda de interacci\u00f3n entre el s\u00f3lido y el gas almacenado en este caso. Para solucionar este inconveniente se han estudiado mecanismos para aumentar dicha fortaleza de interacci\u00f3n que van desde la modificaci\u00f3n de las propiedades estructurales de los s\u00f3lidos a la inclusi\u00f3n de determinados grupos funcionales, as\u00ed como de \u00e1tomos met\u00e1licos en los mismos. Precisamente, la energ\u00eda de interacci\u00f3n puede aumentarse aproximadamente cinco veces cuando nanocristales de platino (Pt) o paladio (Pd) son incorporados superficialmente a las cavidades del material, y la adsorci\u00f3n de hidr\u00f3geno se ve condicionada por un mecanismo por el cual una mol\u00e9cula de hidr\u00f3geno entra en contacto con el metal noble y se descompone en los dos \u00e1tomos que la constituyen, de modo que finalmente \u00e9stos son almacenados por separado en la superficie del material nanoporoso, presentando los mismos una energ\u00eda de interacci\u00f3n con el s\u00f3lido muy superior a la de la mol\u00e9cula de partida. Experimentalmente, se han estudiado a temperatura ambiente y presi\u00f3n cercana a la atmosf\u00e9rica diferentes materiales porosos como carbones activados y, con resultados m\u00e1s satisfactorios, materiales tipo MOF (del ingl\u00e9s, \u201cMetal-Organic Framework). Estos trabajos ponen de manifiesto que es posible reducir la presi\u00f3n de operaci\u00f3n de los tanques de almacenamiento de hidr\u00f3geno a temperatura ambiente, utilizando peque\u00f1\u00edsimas cantidades de metales nobles que, por otro lado, ya se utilizan en los catalizadores de los tubos de escape presentes en los actuales veh\u00edculos con motores de combusti\u00f3n interna.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Autor: [Jos\u00e9 A. Villajos-Grupo de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica y Ambiental. Universidad Rey Juan Carlos] \u00a0Los problemas derivados del almacenamiento y, en menor medida, del transporte de hidr\u00f3geno son, posiblemente, las mayores dificultades para la implementaci\u00f3n de la tecnolog\u00eda basada en este vector energ\u00e9tico para su uso en fuentes m\u00f3viles, toda vez que otras limitaciones como el coste de las pilas de combustible o la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno han sido objeto de importantes avances en los \u00faltimos a\u00f1os. Esto es debido a que, como el hidr\u00f3geno es el elemento m\u00e1s ligero de la naturaleza, su densidad energ\u00e9tica por unidad de masa es\u2026<\/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":[545,1784,543,547,546],"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\/131337"}],"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=131337"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131337\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":131339,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131337\/revisions\/131339"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=131337"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=131337"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=131337"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}