{"id":148536,"date":"2017-11-13T19:39:32","date_gmt":"2017-11-13T18:39:32","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/?p=148536"},"modified":"2017-11-13T19:39:32","modified_gmt":"2017-11-13T18:39:32","slug":"medios-poros-heterogeneos-cuanto-puede-medir-y-que-volumen-albergar-un-gramo-de-carbono-particulado-poroso-consideraciones-sobre-la-estructura-del-suelo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2017\/11\/13\/148536","title":{"rendered":"Medios Poros Heterog\u00e9neos. \u00bfCu\u00e1nto puede medir y qu\u00e9 volumen albergar un gramo de carbono particulado poroso? (consideraciones sobre la estructura del suelo)"},"content":{"rendered":"<p style=\"text-align: center;\"><span style=\"color: #000000;\"><img decoding=\"async\" class=\"ngg-singlepic ngg-center\" src=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/wp-content\/blogs.dir\/42\/files\/397\/materiales-carbono-porosos.jpg\" alt=\"materiales-carbono-porosos\" \/>\u00a0<\/span><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p align=\"center\"><a href=\"http:\/\/pubs.rsc.org\/en\/content\/articlehtml\/2016\/tc\/c5tc03483c\"><span style=\"color: #0000ff;\">Materiales de Carbono o silicio porosos. Fuente: Royol Sociely of Chemistry<\/span><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><span style=\"color: #000000;\">El presente post es de hecho una continuaci\u00f3n con cifras de otro anterior titulado: <\/span>\u201c<a title=\"Enlace permanente: Un Nuevo Concepto de Suelo \u00bfRespaldado por las Cienc\u00edas F\u00edsicas y la  Nanotecnolog\u00eda?\" href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2016\/08\/30\/147637\">Un Nuevo Concepto de Suelo \u00bfRespaldado por las Ciencias F\u00edsicas y la Nanotecnolog\u00eda?<\/a>\u201d: <span style=\"color: #000000;\">Este a su vez tambi\u00e9n enlaza con la tem\u00e1tica de entregas precedentes que abundan sobre el mismo tema, de las cuales os volvemos a ofrecer una relaci\u00f3n de las que consideramos m\u00e1s relevantes. Ya os comentamos que <\/span><strong><span style=\"color: #000000;\"><span style=\"color: #3366ff;\">intentamos ofrecer una perspectiva que d\u00e9 lugar a un nuevo concepto de suelo<\/span> <span style=\"color: #3366ff;\">basado en las propiedades de sus materiales constituyentes a los que denominamos ed\u00e1ficos<\/span><\/span><\/strong><span style=\"color: #000000;\">. Por ejemplo: <\/span><a title=\"Enlace permanente: \u00bfCuanto Mide un Metro Cuadrado de Suelo?\" href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2006\/02\/12\/13460\">\u00bfcu\u00e1nto mide un metro cuadrado de suelo?<\/a>. <span style=\"color: #000000;\">Aunque la aproximaci\u00f3n que mostramos hoy resulta ser te\u00f3rica, <\/span><strong><span style=\"color: #000000;\"><span style=\"color: #3366ff;\">las implicaciones en el\u00a0<\/span><span style=\"color: #3366ff;\">manejo se me antojan de gran calado<\/span>, <span style=\"color: #3366ff;\">al permitir incrementar\/aumentar la fertilidad de suelos que hoy podemos considerar pr\u00e1cticamente inf\u00e9rtiles<\/span><\/span><\/strong><span style=\"color: #000000;\">. \u00a0<\/span><strong><span style=\"color: #000000;\"><span style=\"color: #3366ff;\">La matriz del suelo es muy<\/span> <span style=\"color: #3366ff;\">porosa y heterog\u00e9nea<\/span>. <span style=\"color: #3366ff;\">Por ello, un metro cuadrado estimado desde la superficie puede albergar cientos (\u00bfmiles?) de metros en el seno de un perfil ed\u00e1fico<\/span><\/span><\/strong><span style=\"color: #000000;\">, digamos que de un metro de profundidad. Como ver\u00e9is, <\/span><strong><span style=\"color: #000000;\"><span style=\"color: #3366ff;\">tal\u00a0 hecho confiere a<\/span> <span style=\"color: #3366ff;\">la edafosfera unas propiedades\u00a0 extraordinarias con vistas a sustentar tanto<\/span><\/span><\/strong><span style=\"color: #000000;\">, <\/span><a href=\"https:\/\/www.researchgate.net\/profile\/Juan_Ibanez3\/publications?pubType=inProceedings\">\u00a0biosfera, como agrosfera<\/a>, <span style=\"color: #000000;\">como tambi\u00e9n a la <\/span><strong><span style=\"color: #000000;\"><span style=\"color: #3366ff;\">din\u00e1mica de los ecosistemas en su conjunto<\/span><\/span><\/strong><span style=\"color: #000000;\">. Y tal hecho\u00a0 no es ni trivial ni f\u00e1cil de cuantificar, tema sobre el que abundamos en la siguiente entrega: <\/span><a title=\"Enlace permanente: El Dilema de la Medida de la Superficie de Un Suelo y el Concepto de Capacidad de Carga\" href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2006\/02\/13\/13527\">El dilema de la medida de la superficie de un suelo y el concepto de capacidad de carga<\/a><span style=\"color: #000000;\">. Ya sab\u00e9is que este recurso natural se encuentra constituido por componentes muy variados en lo que respecta a sus <\/span><a title=\"Enlace permanente: Propiedades de la Materia: Composici\u00f3n, Tama\u00f1o, Abundancia, Forma y Superficie\" href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2011\/01\/22\/138071\">propiedades materiales es decir, composici\u00f3n, tama\u00f1o, abundancia, forma, rugosidad y superficie<\/a>. <span style=\"color: #000000;\">Reiteramos que la <\/span><a title=\"Enlace permanente: Estructura del suelo y flujo de agua: part\u00edculas, agregados, rugosidad\" href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2015\/11\/16\/146363\">rugosidad<\/a> <span style=\"color: #000000;\">es una propiedad de suma importancia que lamentablemente ha sido soslayada en la ciencia del suelo. Empero no son las part\u00edculas individuales, incluyendo las nanopart\u00edculas, sino los<\/span><a title=\"Enlace permanente: Materia Blanda, Nanotecnolog\u00eda y Agregados del Suelo\" href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2010\/02\/16\/135386\"> agregados del suelo<\/a>, <strong><span style=\"color: #000000;\"><span style=\"color: #3366ff;\">los que conferir\u00e1n a este una estructura capaz de llevar a cabo procesos que no son posibles en los sedimentos y menos a\u00fan las rocas duras<\/span>.<\/span><\/strong><span style=\"color: #000000;\"> Y as\u00ed os describimos <\/span><a title=\"Enlace permanente: C\u00f3mo la roca se convierte en suelo: Las Propiedades de las rocas y los Suelos (El Esponjamiento)\" href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2006\/01\/30\/12764\">c\u00f3mo una roca se convierte en suelo (el esponjamiento)<\/a>. <span style=\"color: #000000;\">En la matriz ed\u00e1fica abundan y resultan vitales el <\/span><a title=\"Enlace permanente a Suelos, Carbono, Silicio y el Origen de la Vida\" href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2014\/07\/24\/144726\">carbono y el silicio, tambi\u00e9n relacionados con el origen de la propia vida<\/a><span style=\"color: #000000;\">. Esta matriz se encuentra repleta de <\/span><a title=\"Enlace permanente: Poros del Suelo: Tama\u00f1os y Funciones\" href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2007\/03\/20\/61764\">poros de todos los tama\u00f1os que realizan determinadas funciones<\/a>, <span style=\"color: #000000;\">por as\u00ed decirlo. Y sobre estas premisas hemos ido proponiendo <\/span><strong><span style=\"color: #000000;\"><span style=\"color: #3366ff;\">un nuevo <\/span><\/span><\/strong><a href=\"https:\/\/www.researchgate.net\/publication\/270277628_Planimetrofilia_el_dilema_de_la_medida_Cuanto_mide_un_metro_cuadrado\">concepto de suelo<\/a>, <span style=\"color: #000000;\">en el que <\/span><a title=\"Enlace permanente: Secuestro de Carbono y Rugosidad de las part\u00edculas minerales del Suelo\" href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2014\/10\/13\/145255\">las part\u00edculas minerales y org\u00e1nicas<\/a><span style=\"color: #000000;\">, en forma de los susodichos <\/span><strong><span style=\"color: #000000;\"><span style=\"color: #3366ff;\">agregados, dan lugar a estructuras con unas propiedades f\u00edsicas y matem\u00e1ticas sorprendentes<\/span><\/span><\/strong><span style=\"color: #000000;\">. Como bien sab\u00e9is, el <\/span><a title=\"Enlace permanente: Secuestro de Carbono y Rugosidad de las part\u00edculas minerales del Suelo\" href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2014\/10\/13\/145255\">secuestro de carbono es una de ellas<\/a><span style=\"color: #000000;\">. <\/span><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>Brevemente, el mentado concepto se basa en que <\/strong><\/span><strong><span style=\"color: #000000;\"><span style=\"color: #3366ff;\">a mayor<\/span> <span style=\"color: #3366ff;\">superficie efectiva<\/span>, <span style=\"color: #3366ff;\">bajo un ambiente i\u00f3nico adecuado, el recurso suelo confiere a la biosfera el potencial para que se desarrolle la vida en toda su plenitud<\/span><\/span><\/strong><span style=\"color: #000000;\">. <\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><span style=\"color: #000000;\">La noticia que os vamos a ofrecer hoy procede de otros \u00e1mbitos cient\u00edficos interesados en elaborar <\/span><strong><span style=\"color: #000000;\"><span style=\"color: #3366ff;\">carbono particulado poroso<\/span><\/span><\/strong><span style=\"color: #000000;\">, como por ejemplo, con vistas a maximizar la captura de CO2 en determinados procesos industriales. Abajo os muestro parte de la noticia traducida del ingl\u00e9s al castellano y la original en suajili (a pesar de que en el estudio intervinieron investigadores del CSIC, no he visto en las notas de prensa espa\u00f1olas menci\u00f3n alguna al respecto). El resultado que nos interesa aqu\u00ed es el siguiente: <\/span><strong><span style=\"color: #000000;\"><span style=\"color: #3366ff;\"><span style=\"text-decoration: underline;\">hasta qu\u00e9 punto una peque\u00f1a cantidad de este carbono poroso particulado puede incrementar la superficie efectiva<\/span><\/span><\/span><\/strong><span style=\"color: #000000;\">, cuya misi\u00f3n en el suelo ya os hemos explicado en los post previamente enlazados en el presente. No se trata de que las cifras que los autores obtienen sean las mismas que las que acaecen en el medio ed\u00e1fico, que adem\u00e1s tendr\u00e1n necesariamente una gran variabilidad espacial (en funci\u00f3n del tipo de suelo, horizonte, textura, etc.), sino que deben considerarse orientativas de lo que nos podemos encontrar al analizar este recurso natural. Veamos pues la siguiente frase extra\u00edda de la nota de prensa:<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><span style=\"color: #800000;\"><em>Independientemente de los aditivos funcionales, los experimentos mostraron que una vez que un material absorbente <strong>logra una superficie de 2.800 metros cuadrados por gramo y un volumen de poros de 1,35 cent\u00edmetros c\u00fabicos por gramo<\/strong>, la captura de CO2 no mejor\u00f3 ni incrementando la superficie ni\u00a0 el\u00a0 volumen poroso. Sin embargo tal l\u00edmite cr\u00edtico fue diferente para el CO2 que para el metano. \u00abLa industria no tiene que estar haciendo el material con m\u00e1s alta \u00e1rea superficial. S\u00f3lo tienen que hacerlo con una superficie que alcanza la m\u00e1xima producci\u00f3n<\/em><em>.\u00bb<\/em><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><span style=\"color: #000000;\">Qued\u00e9monos con que <\/span><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>un gramo de las mentadas part\u00edculas pueden cobijar una superficie de 2.800 metros cuadrados, aptas para absorber nutrientes, atesorar poder catal\u00edtico, albergar comunidades microbianas, etc.).<\/strong><\/span> No debemos olvidar, como tambi\u00e9n hemos se\u00f1alado en entregas anteriores, que en diversos continentes se realizaron variadas formas de combusti\u00f3n de la materia org\u00e1nica que, tras ser a\u00f1adida al suelo, permitieron a pueblos abor\u00edgenes trasformar suelos inf\u00e9rtiles y f\u00e9rtiles (siendo el caso m\u00e1s conocido el del <a href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2008\/05\/11\/91490\"><span style=\"color: #0000ff;\">biochar<\/span><\/a><span style=\"color: #000000;\">), logrando as\u00ed una agricultura sustentable como os hemos ido mostrando en nuestra categor\u00eda \u201c<\/span><a href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/category\/etnoedafologia-y-conocimiento-campesino\"><span style=\"color: #0000ff;\">etnoedafolog\u00eda y conocimiento campesino<\/span><\/a><span style=\"color: #000000;\">\u201d.\u00a0 <\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><span style=\"color: #000000;\">Insistimos por en\u00e9sima vez que este <\/span><strong><span style=\"color: #000000;\"><span style=\"color: #3366ff;\">puede ser el camino para transformar una agricultura industrial insustentable en otra sustentable y no\u00a0 contaminante<\/span><\/span><\/strong><span style=\"color: #000000;\">. Se necesitan m\u00e1s indagaciones, por supuesto. Sin embargo, este bloguero cree que se trata de un camino que debemos explorar imperiosamente, por cuanto se encuentra seguro que nos deparar\u00e1 grandes y gratas sorpresas. <\/span><\/p>\n<p><em><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><\/em><span style=\"color: #008000;\"><strong>Juan Jos\u00e9 Ib\u00e1\u00f1ez<\/strong><\/span><\/p>\n<p><span style=\"color: #800000;\">\u00a0<\/span><em><span style=\"color: #000000;\"><span style=\"color: #800000;\">A bajo os dejo el material aludido y alg\u00fan otro adicional&#8230;&#8230;.<\/span> <\/span><\/em><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\"><!--more--><\/span><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><strong><span style=\"color: #800000;\">Otros post relacionados con el tema<\/span><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a href=\"https:\/\/www.researchgate.net\/profile\/Juan_Ibanez3\/publications?pubType=inProceedings\">El Futuro de la Pedolog\u00eda o Una Nueva Edafolog\u00eda<\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a href=\"https:\/\/www.researchgate.net\/profile\/Juan_Ibanez3\/publications?pubType=inProceedings\">How Long is a square meter on soil?; What is the origin of soil patterns that we are detecting?<\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a title=\"Enlace permanente: El Recurso Suelo y su Importancia en la Biosfera: Una Introducci\u00f3n\" href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2008\/09\/14\/100864\">El Recurso Suelo y su Importancia en la Biosfera: Una Introducci\u00f3n<\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a href=\"https:\/\/www.researchgate.net\/publication\/292125284_How_much_does_a_square_meter_of_soil_measure_Towards_a_new_soil_concept\">How much does a square meter of soil measure?: Towards a new soil concept<\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a title=\"Enlace permanente: Estructura del suelo y flujo de agua: part\u00edculas, agregados, rugosidad\" href=\"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/universo\/2015\/11\/16\/146363\">Estructura del suelo y flujo de agua: part\u00edculas, agregados, rugosidad<\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\" align=\"center\"><a href=\"http:\/\/pubs.rsc.org\/en\/content\/articlehtml\/2016\/tc\/c5tc03483c\"><span style=\"color: #0000ff;\">Materiales de Carbono o silicio porosos. Fuente: Royol Sociely of Chemistry<\/span><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">Un proyecto para mapear c\u00f3mo los cambios en los materiales porosos de carbono y las condiciones en las que son sintetizados afectan a la captura de carbono. Descubrieron aspectos que podr\u00edan ahorrar dinero para la industria, mientras que la mejora de sus productos. <\/span><span style=\"color: #000000;\">La investigaci\u00f3n aparece este mes en la Royal Society of Chemistry Journal of Materials Chemistry A.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><span style=\"color: #000000;\">El laboratorio compar\u00f3 c\u00f3mo las caracter\u00edsticas de carb\u00f3n poroso, a menudo fabricados en forma de gr\u00e1nulos, afectan a la captura de di\u00f3xido de carbono. La temperatura, la presi\u00f3n, el \u00e1rea de la superficie del material, se a\u00f1aden el tama\u00f1o de sus poros (\u2026) el mapa influir\u00e1 en c\u00f3mo la investigaci\u00f3n de captura de carbono se lleva a cabo de ahora en adelante.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><span style=\"color: #000000;\">Tradicionalmente se ha considerado\/estudiado que a mayor superficie y porosidad del material, mejor va a adsorber el producto (\u2026)\u00a0\u00a0 En consecuencia los investigadores han estado sintetizando materiales para maximizar ambos. Resulta que es una especie de zona muerta de la investigaci\u00f3n porque una vez que se llega a un n\u00famero cr\u00edtico, no importa qu\u00e9 ocurre despu\u00e9s (\u2026) \u00abLo que hemos hecho es proporcionar una receta para elaborar los mejores materiales de captura de carbono que podamos\u00bb. Los investigadores hicieron una variedad de materiales porosos de carbono procedentes de fuentes tales como c\u00e1scaras de coco pulverizado y serr\u00edn y los trat\u00f3 con hidr\u00f3xido de potasio para obtener dar los poros a nanoescala.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><span style=\"color: #000000;\">Algunos lotes se mejoraron con nitr\u00f3geno y otros con azufre; estos han sido estudiados como ingredientes con vistas a obtener materiales m\u00e1s adsorbentes. Los investigadores utilizaron una variedad de precursores con vistas a sintetizar materiales absorbentes a base de carbono porosos activados qu\u00edmicamente a temperaturas entre 500 y 800 grados cent\u00edgrados midiendo cuidadosamente sus capacidades de capturar CO2 a presiones comprendidas entre 0 y 30 bares. (Un bar es ligeramente menor que la presi\u00f3n atmosf\u00e9rica media al nivel del mar).<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><span style=\"color: #000000;\">Independientemente de los aditivos funcionales, los experimentos mostraron que una vez que un material absorbente logra una superficie de 2.800 metros cuadrados por gramo y un volumen de poros de 1,35 cent\u00edmetros c\u00fabicos por gramo, la captura de CO2 no mejor\u00f3 ni incrementando la superficie ni\u00a0 el\u00a0 volumen poroso. Sin embargo tal l\u00edmite cr\u00edtico fue diferente para el CO2 que para el metano. \u00abLa industria no tiene que estar haciendo el material con m\u00e1s alta \u00e1rea superficial. S\u00f3lo tienen que hacerlo con una superficie que alcanza la m\u00e1xima producci\u00f3n.\u00bb<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><span style=\"color: #000000;\">Los autores del estudio comprobaron que un material con menos del 90% de carbono y a\u00f1adiendo ox\u00edgeno, en lugar de nitr\u00f3geno o azufre, fue m\u00e1s eficaz en dicha captura, as\u00ed como en la selectividad para absorber\u00a0 carbono o metano, especialmente para materiales activados a temperaturas pr\u00f3ximas a 800 grados cent\u00edgrados.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><span style=\"color: #000000;\">Los materiales con una superficie por encima de 2.800 metros cuadrados por gramo sobresalieron en la absorci\u00f3n de di\u00f3xido de carbono a presiones de 30 bar, pero las ventajas de dicha extensi\u00f3n superficial disminuyeron a presiones m\u00e1s bajas.<\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><span style=\"color: #000000;\">La presencia de ox\u00edgeno, que se crea al a\u00f1adir hidr\u00f3xido de potasio de poros fue mucho m\u00e1s eficiente que las pruebas con nitr\u00f3geno o de azufre. \u00abEntendemos que el ox\u00edgeno es importante\u00bb, dijo Barron. \u00abNo entendemos por qu\u00e9. \u00bfSe estabilizas ciertas estructuras de poros? \u00bfSe debe a que se estabiliza el cuello de\/entre los poros? \u00bfcambia la forma\/morfolog\u00eda de los poros? No sabemos si se trata de una cuesti\u00f3n de qu\u00edmica o f\u00edsica, pero ahora sabemos lo debemos estudiar en el futuro\u00bb.<\/span><\/p>\n<h2 style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">\u00a0<\/span><a href=\"http:\/\/www.spacedaily.com\/reports\/Map_helps_maximize_carbon_capture_material_999.html\"><strong><span style=\"color: #0000ff;\">Map helps maximize carbon-capture material<\/span><\/strong><\/a><strong><br \/>\n<\/strong>by Staff Writers; Houston TX (SPX) Aug 23, 2016<\/h2>\n<p style=\"text-align: justify;\">A careful balance of the ingredients in carbon-capture materials would maximize the sequestration of greenhouse gases while simplifying the processing &#8211; or \u00absweetening\u00bb &#8211; of natural gas, according to researchers at Rice University.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">The lab of Rice chemist Andrew Barron led <strong>a project to map how changes in porous carbon materials and the conditions in which they&#8217;re synthesized affect carbon capture<\/strong>. They discovered <strong>aspects that could save money for industry while improving its products<\/strong>. The research appears this month in the Royal Society of Chemistry&#8217;s Journal of Materials Chemistry A.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">The lab <strong>compared how characteristics of porous carbon, often manufactured in pellet form, affect carbon dioxide capture<\/strong>. Temperature, pressure, the <strong>material&#8217;s surface area, the size of its pores and what elements are added all impact results<\/strong>, Barron said. He said the map will influence how carbon capture research is carried out from now on.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u00ab<strong>The traditional sense has been the more surface area and the greater the porosity of the material, the better it will adsorb<\/strong>,\u00bb Barron said. \u00ab<strong>So people have been synthesizing materials to maximize both. It turns out that&#8217;s kind of a dead area of research because once you get to a critical number, no matter how high you get after that, they don&#8217;t improve absorption<\/strong>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u00ab<strong>What we&#8217;ve done is provide a recipe to make carbon capture materials the best they can be<\/strong>,\u00bb he said.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>The researchers made a variety of porous carbon materials from sources like<\/strong> pulverized coconut shells and sawdust and <strong>treated them with potassium hydroxide to give the grains nanoscale pores<\/strong>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Some batches were enhanced with nitrogen and some with sulfur; these have been studied as additives to make materials more adsorbent. The researchers used a variety of precursors to synthesize porous carbon-based sorbent <strong>materials chemically activated at temperatures between 500 and 800 degrees Celsiu<\/strong>s (932 to 1472 degrees Fahrenheit) <strong>and carefully measured their carbon dioxide-capturing capacities at pressures between 0 and 30 bar.<\/strong> (One bar is slightly less than the average atmospheric pressure at sea level.)<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Regardless of the functional additives, experiments showed that <strong>once a sorbent material achieved a surface area of 2,800 square meters per gram and a pore volume of 1.35 cubic centimeters per gram, neither more surface area nor larger pores made it more efficient at capturing carbon dioxide<\/strong><strong>.<\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">The researchers also discovered the best conditions for carbon capture aren&#8217;t the same as those that achieve the best trade-off between carbon and methane selectivity. An ideal material would capture all the carbon dioxide and let all the energy-containing methane pass through, Barron said.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u00abThe barrier where it doesn&#8217;t help you any more is different for the total uptake of carbon dioxide than it is for the selectivity between carbon dioxide and methane,\u00bb he said. \u00ab<strong>Industry doesn&#8217;t have to be making the highest-surface-area material. They just have to make it with a surface area that reaches maximum production<\/strong>.\u00bb<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>They determined a material with less than 90 percent carbon and enhanced by oxygen, rather than nitrogen or sulfur, worked best for both carbon capture and methane selectivity<\/strong><strong>, especially for materials activated at temperatures approaching 800 degrees <\/strong>Celsius.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>Materials with a surface area above 2,800 square meters per gram excelled at absorbing carbon dioxide at pressures of 30 bar, but the advantages of such high surface area diminished at lower pressures<\/strong>.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong>The presence of oxygen, added by the pore-inducing potassium hydroxide, was far more relevant to the results than either nitrogen or sulfur<\/strong>, they found.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">\u00ab<strong>We understand oxygen is important,\u00bb Barron said. \u00abWe don&#8217;t understand why. <\/strong><strong>Does it stabilize certain pore structures? Is it because it stabilizes the pore neck? Is it changing the shape of pores? We<\/strong> don&#8217;t know whether it&#8217;s a chemical or physical issue, but now we know what we should study next.\u00bb<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Rice postdoctoral researcher Saunab Ghosh is lead author of the paper. Co-authors are <strong>researcher Marta Sevilla and Professor Antonio <\/strong><strong>Fuertes of the Spanish National Research Council, Oviedo<\/strong><strong>, Spain; Senior Lecturer Enrico<\/strong> Andreoli of the Energy Safety Research Institute, Swansea University, Wales; and Jason Ho, an engineer at the Apache Corp., Houston.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">Barron is the Charles W. Duncan Jr.-Welch Professor of Chemistry and a professor of materials science and nanoengineering at Rice and the Ser Cymru Chair of Low Carbon Energy and Environment at Swansea.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">The research was supported by Apache, the Welsh Government Ser Cymru Program, the Robert A. Welch Foundation, the Ministry of Economy and Competitiveness of Spain and the European Regional Development Fund<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #800000;\"><strong>Una tesis del Grupo de Investigaci\u00f3n<\/strong><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #800000;\"><a href=\"file:\/\/\/C:\/Users\/Juan%20Jos\u00c3\u00a9%20Iba\u00c3\u00b1ez\/Downloads\/Tesis%20Patricia%20Valle_S\u00c3\u00adntesis%20de%20materiales%20(2).pdf\"><span style=\"color: #800000;\">file:\/\/\/C:\/Users\/Juan%20Jos%C3%A9%20Iba%C3%B1ez\/Downloads\/Tesis%20Patricia%20Valle_S%C3%ADntesis%20de%20materiales%20(2).pdf<\/span><\/a><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #800000;\"><strong>Art\u00edculo original<\/strong>. <strong>Abstract<\/strong><\/span><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><a href=\"http:\/\/pubs.rsc.org\/en\/content\/articlelanding\/2016\/ta\/c6ta04936b#!divAbstract\"><strong><span style=\"color: #0000ff;\">Defining a performance map of porous carbon sorbents for high-pressure carbon dioxide uptake and carbon dioxide-methane selectivity<\/span><\/strong><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong><span style=\"color: #000000;\">Saunab Ghosh,\u00a0\u00a0 Marta Sevilla Solis,\u00a0\u00a0 Antonio B Fuertes,\u00a0\u00a0 Enrico Andreoli,\u00a0\u00a0 Jason Ho and\u00a0\u00a0\u00a0 Andrew Ross Barron\u00a0 <\/span><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong><span style=\"color: #000000;\">J. Mater. Chem. A, 2016, Accepted Manuscript; DOI: 10.1039\/C6TA04936B<\/span><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong><span style=\"color: #000000;\">Received 13 Jun 2016, Accepted 11 Aug 2016; First published online 11 Aug 2016<\/span><\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\">The relative influence of heteroatom doping, surface area, and total pore volume of highly microporous carbon materials on CO2 uptake capacity, and the CO2\/CH4 selectivity, at high pressure (\u226430 bar) is presented. The separation of CO2 from natural gas (natural gas sweetening) is an important application that requires high CO2 uptake in combination with high CO2\/CH4 selectivity. Porous carbon (PC), N-doped PC (NPC), and S-doped PC (SPC) materials are prepared using KOH oxidative activation at different temperatures. The surface chemical composition was determined by XPS, while the surface areas, total pore volume, and pore size distributions were obtained by analyzing N2 adsorption-desorption isotherms with support from SEM and TEM. The CO2 and CH4 uptake was determined by volumetric uptake measurements (sorption and desorption). Contrary to previous proposals that N- or S-doping results in high uptake and good selectivity, we show it is the \u03a3(O,N,S) wt% that is the defining factor for CO2 uptake, of which O appears to be the main factor. Based upon the data analyzed, a performance map has been defined as a guide to designing\/choosing materials for both future studies and large scale fluid bed applications using pelletized materials. For CO2 uptake at 30 bar any material with a surface area &gt;2800 m2g-1 and a total pore volume &gt;1.35 cm3g-1 is unlikely to be bettered. Such a material is best prepared by thermal activation between 700-800 \u00b0C and will have a carbon content of 80-95 wt% (as determined by XPS). While it has been assumed that the parameters that make a good CO2 adsorbent are the same as those that make a material with high CO2\/CH4 selectivity, our results indicate instead that for the best selectivity at 30 bar a surface area &gt;2000 m2g-1 and a total pore volume &gt;1.0 cm3g-1 and a carbon content of &lt;90 wt% are necessary.<\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><strong><span style=\"color: #000000;\">Art\u00edculo Completo: <\/span><\/strong><a href=\"http:\/\/pubs.rsc.org\/en\/content\/articlepdf\/2016\/ta\/c6ta04936b\"><strong><span style=\"color: #0000ff;\">http:\/\/pubs.rsc.org\/en\/content\/articlepdf\/2016\/ta\/c6ta04936b<\/span><\/strong><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: justify;\"><span style=\"color: #000000;\">Defining a performance map of porous carbon sorbents for high pressure carbon dioxide uptake and carbon dioxide-methane selectivity\u2026..<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>\u00a0\u00a0 Materiales de Carbono o silicio porosos. Fuente: Royol Sociely of Chemistry \u00a0El presente post es de hecho una continuaci\u00f3n con cifras de otro anterior titulado: \u201cUn Nuevo Concepto de Suelo \u00bfRespaldado por las Ciencias F\u00edsicas y la Nanotecnolog\u00eda?\u201d: Este a su vez tambi\u00e9n enlaza con la tem\u00e1tica de entregas precedentes que abundan sobre el mismo tema, de las cuales os volvemos a ofrecer una relaci\u00f3n de las que consideramos m\u00e1s relevantes. 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