{"id":132127,"date":"2013-07-08T08:00:10","date_gmt":"2013-07-08T07:00:10","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=132127"},"modified":"2013-07-05T10:20:07","modified_gmt":"2013-07-05T09:20:07","slug":"utilizacion-del-grafeno-para-el-almacenamiento-de-hidrogeno","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2013\/07\/08\/132127","title":{"rendered":"Utilizaci\u00f3n del grafeno para el almacenamiento de hidr\u00f3geno"},"content":{"rendered":"

Valentina Tozzini y Vittorio Pellegrini, del NEST-Istituto Nanoscienze, realizan una prospectiva de las caracter\u00edsticas potenciales del grafeno para su uso en dispositivos de almacenamiento de hidr\u00f3geno (Fuente: Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15<\/strong>, 80).<\/em><\/p>\n

\u00a0<\/em>Autora: [Isabel Rucandio – CIEMAT]<\/strong><\/p>\n

El hidr\u00f3geno est\u00e1 considerado en la actualidad como uno de los m\u00e1s prometedores combustibles \u201cverdes\u201d. Una de las claves para obtener tecnolog\u00edas energ\u00e9ticas basadas en el hidr\u00f3geno es el desarrollo de sistemas fiables para su almacenamiento y transporte. Existen varias propuestas basadas en el dise\u00f1o de materiales avanzados tales como hidruros de metal y diferentes estructuras de carbono que solventan ciertos problemas con respecto a la estrategia m\u00e1s convencional de compresi\u00f3n o licuefacci\u00f3n de hidr\u00f3geno en tanques. Sin embargo, ninguno de estos sistemas est\u00e1n ofreciendo en la actualidad los rendimientos deseados en t\u00e9rminos de capacidad de almacenamiento de hidr\u00f3geno y control de los procesos de adsorci\u00f3n \/ desorci\u00f3n. Recientemente, se han realizado varios estudios sobre el potencial del grafeno (sustancia formada por carbono puro nanom\u00e9trico bidimensional, con \u00e1tomos dispuestos regularmente en configuraci\u00f3n hexagonal en una l\u00e1mina de un \u00e1tomo de espesor) para el almacenamiento de hidr\u00f3geno.<\/p>\n

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La eficiencia en el almacenamiento de hidr\u00f3geno se eval\u00faa mediante dos par\u00e1metros: la densidad gravim\u00e9trica y la densidad volum\u00e9trica. Es decir, un buen dispositivo pr\u00e1ctico para el almacenamiento de hidr\u00f3geno debe ser simult\u00e1neamente ligero y compacto. As\u00ed el Departamento de Energ\u00eda de Estados Unidos (DOE) resume las distintas alternativas para almacenamiento de hidr\u00f3geno en el gr\u00e1fico anterior basado en estos dos par\u00e1metros.<\/p>\n

A partir de los estudios disponibles, la mayor\u00eda de ellos todav\u00eda en un nivel te\u00f3rico, el grafeno se presenta como un material prometedor para el almacenamiento de hidr\u00f3geno en t\u00e9rminos de estos dos par\u00e1metros. La posibilidad de crear nanoestructuras de grafeno funcionalizado y sus caracter\u00edsticas peculiares tales como gran conducci\u00f3n el\u00e9ctrica, robustez y flexibilidad, abre escenarios interesantes para su explotaci\u00f3n en la tecnolog\u00eda del hidr\u00f3geno del futuro. Esta funcionalizaci\u00f3n permitir\u00e1 modificar las caracter\u00edsticas del grafeno proporcionando cualidades espec\u00edficas para aplicaciones determinadas. En este sentido se han realizado varios estudios te\u00f3ricos y de modelizaci\u00f3n y queda mucho trabajo experimental por realizar.<\/p>\n

Para aplicaciones de almacenamiento de hidr\u00f3geno resulta relevante el hecho de que el grafeno hoy en d\u00eda se puede producir a gran escala y de forma rentable por varias t\u00e9cnicas (por ejemplo, exfoliaci\u00f3n, crecimiento \u00e1tomo a \u00e1tomo, obtenci\u00f3n previa de \u00f3xido de grafeno a partir de grafito). Actualmente, la forma de obtener grafeno en abundancia se realiza mediante exfoliaci\u00f3n en fase l\u00edquida. En este caso se consigue grafeno en forma de agregados, lo que limita el \u00e1rea superficial disponible para la adsorci\u00f3n de hidr\u00f3geno. Por lo tanto la optimizaci\u00f3n de los m\u00e9todos de producci\u00f3n de grafeno ser\u00e1 cr\u00edtico para el \u00e9xito del desarrollo de dispositivos pr\u00e1cticos de almacenamiento de hidr\u00f3geno.<\/p>\n

El hidr\u00f3geno puede ser adsorbido en grafeno de dos formas diferentes: fisisorci\u00f3n, es decir, interaccionando mediante fuerzas de Van der Waals, y quimisorci\u00f3n, es decir, formando enlaces qu\u00edmicos con los \u00e1tomos de carbono del grafeno. La primera de ellas se produce generalmente con hidr\u00f3geno en forma molecular, mientras que la segunda se da de forma m\u00e1s favorable a nivel at\u00f3mico. En este \u00faltimo caso, estudios te\u00f3ricos demuestran que la adsorci\u00f3n del primer \u00e1tomo de hidr\u00f3geno modifica localmente la estructura del grafeno, de tal manera que favorece los enlaces de otros \u00e1tomos de hidr\u00f3geno, estabilizando de forma colectiva la estructura.
\nEstos estudios generan nuevas esperanzas para el desarrollo de dispositivos de estado s\u00f3lido eficientes para el almacenamiento y liberaci\u00f3n del hidr\u00f3geno en condiciones ambientales.<\/p>\n

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