{"id":61918,"date":"2007-03-21T14:25:00","date_gmt":"2007-03-21T14:25:00","guid":{"rendered":"http:\/\/weblogs.madrimasd.org\/\/energiasalternativas\/archive\/2007\/03\/21\/61918.aspx"},"modified":"2007-03-21T14:25:00","modified_gmt":"2007-03-21T14:25:00","slug":"clatratos-una-forma-simple-de-almacenar-hidrogeno","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2007\/03\/21\/61918","title":{"rendered":"Clatratos: Una forma simple de almacenar hidr\u00f3geno"},"content":{"rendered":"<p><P>[J.L.G. Fierro]<\/P> <P align=justify><SPAN style=\"FONT-SIZE: 10pt; LINE-HEIGHT: 150%; FONT-FAMILY: 'Bookman Old Style'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-ansi-language: ES; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA\">Los clatratos representan una opci\u00f3n simple de almacenamiento de hidr\u00f3geno gaseoso, si bien hasta la fecha la presi\u00f3n externa requerida para mantener la estabilidad de estos compuestos es muy elevada. Esta tecnolog\u00eda ha dado un paso importante recientemente cuando se ha demostrado que incorporando peque\u00f1as cantidades de un disolvente com\u00fan (tetrahidrofurano) puede reducir sustancialmente esta presi\u00f3n lo que, a su vez, permite almacenamiento de hidr\u00f3geno hasta 4% en peso.<\/SPAN><\/P><!--more--><P class=MsoNormal style=\"MARGIN: 3pt 0cm\" align=justify><FONT face=\"Bookman Old Style\" size=2>Los clatratos son compuestos en los que las mol\u00e9culas de un gas est\u00e1n encapsuladas en una red cristalina de mol\u00e9culas de otro compuesto, usualmente agua. Se sabe que los clatratos de agua est\u00e1n presentes en cantidades abundantes en el fondo oce\u00e1nico, donde dominan presiones suficientemente elevadas para estabilizarlos. <\/FONT><\/P> <P class=MsoNormal style=\"MARGIN: 3pt 0cm\" align=justify><FONT size=2><FONT face=\"Bookman Old Style\">En estos hidratos las mol\u00e9culas de agua forman cajas en las que un gas \u201chu\u00e9sped\u201d, como el metano, queda atrapado. Se ha demostrado hace algunos a\u00f1os (Mao, W.L. et al. Science 2002: 297, 2247) que las mol\u00e9culas de hidr\u00f3geno pueden encapsularse en estructuras clatrato a presiones del orden de 2.000 atm\u00f3sferas, excesivamente elevadas para usarlos como almac\u00e9n de hidr\u00f3geno. M\u00e1s recientemente (Lee, H. et al. Nature 2005: 434, 743) se ha demostrado que esa presi\u00f3n puede rebajarse hasta 100 atm\u00f3sferas co-ocluyendo en el propio clatrato mol\u00e9culas de tetrahidrofurano (THF), lo que permite almacenamiento de hidr\u00f3geno hasta 4% en peso. Por tanto, estos clatratos de agua almacenan cantidades de hidr\u00f3geno comparables a otros sistemas de almacenamiento, tales como los hidruros de metales ligeros y, por supuesto, tienen una capacidad de almacenamiento superior a otros criosistemas que utilizan adsorbentes con una elevada superficie espec\u00edfica.<SPAN style=\"mso-spacerun: yes\">&nbsp;&nbsp; <\/SPAN><\/FONT><\/FONT><\/P> <P class=MsoNormal style=\"MARGIN: 3pt 0cm\" align=justify><FONT face=\"Bookman Old Style\" size=2>Los clatratos denominados sII, que son los hidratos de gases m\u00e1s comunes, contienen dos tipos de cajas: grandes con di\u00e1metro libre de 0.67 nm, y peque\u00f1os con di\u00e1metro libre pr\u00f3ximo a 0.5 nm. Para que los clatratos sean estables se requiere que las cajas grandes est\u00e9n llenas, mientras que las peque\u00f1as pueden permanecer llenas o incluso vac\u00edas. En los clatratos de hidr\u00f3geno puro se acomodan cuatro mol\u00e9culas de hidr\u00f3geno en las cajas grandes y otras dos en las peque\u00f1as, lo que proporciona una composici\u00f3n global: (2H<SUB>2<\/SUB>)<SUB>2<\/SUB> (4H<SUB>2<\/SUB>) 17 H<SUB>2<\/SUB>O, que corresponde a un contenido de hidr\u00f3geno de 5% en peso. Se ha puesto de relieve que se puede conseguir un hidrato estable llenando solamente una parte de las cavidades grandes con THF. La cantidad de THF incorporado es un par\u00e1metro esencial. Por encima del umbral 2% molar, solo las cavidades peque\u00f1as acomodan las mol\u00e9culas de hidr\u00f3geno, de tal forma que la capacidad de almacenamiento se reduce a 2% en peso. Por debajo del 4% de THF, el hidr\u00f3geno empieza a penetrar en las cavidades m\u00e1s grandes y la capacidad de almacenamiento de H2 alcanza 4% en peso. <\/FONT><\/P> <P class=MsoNormal style=\"MARGIN: 3pt 0cm\" align=justify><FONT size=2><FONT face=\"Bookman Old Style\">Es importante se\u00f1alar que estos clatratos ofrecen ciertas ventajas que los hacen atractivos para uso en almacenamiento. En particular, los materiales de almacenamiento (agua y THF) son muy baratos comparados a los hidruros met\u00e1licos u otras alternativas de almacenamiento qu\u00edmico. No obstante, presentan una barrera importante y es que la velocidad de formaci\u00f3n de estos hidratos es generalmente baja, debido al transporte difusional del H<SUB>2<\/SUB> que opera durante la formaci\u00f3n de la red cristalina del clatrato, y que transcurre a lo largo de d\u00edas. Recientemente se ha logrado acelerar el proceso de formaci\u00f3n de estos clatratos de H2 mediante la dispersi\u00f3n del hidrato sobre microesferas de s\u00edlice con elevada superficie espec\u00edfica. Esta modificaci\u00f3n tan simple reduce el proceso de formaci\u00f3n del hidrato a solamente unas horas.<SPAN style=\"mso-spacerun: yes\">&nbsp; <\/SPAN><\/FONT><\/FONT><\/P> <P align=justify><SPAN style=\"FONT-SIZE: 10pt; LINE-HEIGHT: 150%; FONT-FAMILY: 'Bookman Old Style'; mso-bidi-font-family: 'Times New Roman'; mso-ansi-language: ES; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: ES; mso-bidi-language: AR-SA\">No cabe duda que estos avances en almacenamiento de hidr\u00f3geno abren la puerta a nuevos desarrollos que permitan almacenar H<SUB>2<\/SUB> a presiones por debajo de 100 atm\u00f3sferas, utilizando materiales de almacenamiento muy simples y en concentraciones superiores a 5% en peso.<\/SPAN><\/P><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>[J.L.G. Fierro] Los clatratos representan una opci\u00f3n simple de almacenamiento de hidr\u00f3geno gaseoso, si bien hasta la fecha la presi\u00f3n externa requerida para mantener la estabilidad de estos compuestos es muy elevada. 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