En todo el mundo, los científicos están trabajando en la próxima generación de tecnologías energéticas que puedan ayudarnos a alejarnos de los combustibles fósiles. El uso del hidrógeno como portador de energía y fuente de energía limpia es quizás una de las soluciones más prometedoras que se vislumbran en el horizonte. Sin embargo, antes de que la economía del hidrógeno se convierta en realidad, es necesario superar un desafío importante: el gas hidrógeno es muy difícil de almacenar y transportar de forma segura, lo que limita gravemente su aplicabilidad en muchas áreas.
En este contexto, un equipo de investigación del Instituto de Tecnología de Tokio y la Universidad de Ciencias de Tokio, Japón, está trabajando arduamente para llegar a una solución alternativa al problema del almacenamiento de hidrógeno. Dirigidos por el profesor asociado Kosuke Ono, desarrollaron recientemente un nuevo compuesto, llamado 1 un — que puede adsorberse en altas concentraciones y adsorber amoníaco (NH3) repetidamente, lo que facilita la recuperación del amoníaco. Este gas es mucho más cómodo de transportar y puede proporcionar la misma energía química que el hidrógeno. Sus resultados se publican Revista de la Sociedad Química Estadounidense.
En comparación con el hidrógeno, NH3 No es necesario almacenamiento en frío ni presión extremadamente alta, lo que ya ahorra mucha energía. Además, la industria existente NH3 La infraestructura se puede reconstruir fácilmente para los NH emergentes3 Aplicaciones como portador de energía. Estos son algunos de los beneficios del NH3Como explica Ono: “NH3 No es sólo una fuente de hidrógeno, sino también un portador de energía libre de carbono que produce N2 y h2O durante la combustión sin producir CO2. Así, la captura y recuperación de NH3 Ambos son muy deseables desde una perspectiva medioambiental y en términos de uso eficiente de los recursos”.
Sin embargo, los materiales para NH3 El almacenamiento debe ser químicamente estable y al mismo tiempo permitir medios energéticamente eficientes para absorber y liberar el gas capturado. Para realizar dicho material, los investigadores han creado un sólido cristalino. 1 un moléculas, que son oligofenilenos cíclicos con CO2Grupos funcionales H en el interior de sus estructuras anulares. Durante la formación de este sólido cristalino poroso, se le conoce como 1a (norte)El 1 un Las moléculas se organizan en haces de nanocanales paralelos. Gracias a CO2Grupos H, los canales son ácidos, lo que a su vez ayuda a absorber NH3. Tenga en cuenta que la densidad de empaquetamiento para NH3 adentro 1a (norte) 0,533 gramos/cm3 A temperatura ambiente, aproximadamente la misma concentración que el NH líquido puro.3!
Curiosamente, simplemente reduce el estrés en todos lados. 1a (norte) Esto es suficiente para liberar casi todo el NH almacenado.3, que aborda una limitación importante de los materiales informados anteriormente. “Cristalino 1a (norte) Un NH estable3-Material absorbente con capacidad de uso repetido. Problema restante de NH3 El tiempo de absorción, que a menudo afecta al NH convencional3– Materiales absorbentes, se pueden disolver durante el uso. 1a (norte) mediante una simple operación de descompresión”, comenta Ono. Además de estas cualidades, 1a (norte) También es fácil de preparar, lo que amplía su aplicabilidad y rentabilidad.
En general, esta innovación puede servir como un paso muy necesario hacia una NH eficiente y escalable.3 almacenamiento, allanando así el camino hacia una economía sostenible del hidrógeno. Además, al sustituir CO2Con varios compuestos que contienen grupos funcionales H, puede ser posible adsorber otros tipos de gases altamente reactivos que normalmente plantean desafíos prácticos, como HCl o Cl.2.