Abstract

ALONSO, Julio A.; CABRIA, Iván  and  LOPEZ, María J.. The Storage of Hydrogen in Nanoporous Carbons. J. Mex. Chem. Soc [online]. 2012, vol.56, n.3, pp.261-269. ISSN 1870-249X.

El posible uso del hidrógeno como combustible en los automóviles del futuro necesita resolver previamente el problema de su almacenamiento. Trabajo experimental y teórico sugiere que los carbones porosos son candidatos prometedores para almacenar hidrógeno, adherido a la superficie interna de los poros. La microestructura de los carbones porosos apenas se conoce. Por ello hemos investigado un tipo de carbones porosos, los carbones derivados de carburos metálicos. Hemos usado técnicas de simulación computacional, mostrando que estos materiales exhiben una estructura formada por poros de tamaño nanométrico interconectados y con paredes grafitizadas. Hemos aplicado un modelo termodinámico para estudiar el almacenamiento de hidrógeno en materiales con poros de paredes planas y poros de paredes curvadas. El modelo tiene en cuenta los efectos cuánticos debido al confinamiento de las moléculas de hidrógeno en los poros. Los tamaños óptimos de poro que permiten las mayores capacidades de almacenamiento de hidrógeno, dependen de la forma de los poros y dependen ligeramente de la temperatura y de la presión a la que se inyecta el hidrógeno. A 300 K y presiones de 10 MPa, las anchuras óptimas de poro están en el intervalo de 6 a 10 Å. Estas predicciones son consistentes con los experimentos en carbones activados. Las capacidades de almacenamiento de estos materiales a temperatura ambiente resultan inferiores a los objetivos actuales. Esto es consecuencia de que la interacción entre las moléculas de hidrógeno y las paredes de los poros no es lo suficientemente atractiva. Trabajos recientes indican que el dopado de los carbones porosos con átomos metálicos y nanopartículas tiene un efecto beneficioso en el proceso de adsorción, aumentando la magnitud de la energía de interacción del H₂ con las paredes de los poros y aumentando, en consecuencia, la capacidad de almacenamiento de H₂ por estos materiales.

Keywords : Carbón; almacenamiento de hidrógeno; materiales porosos; simulación computacional.

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