Materiales prometedores para almacenar hidrógeno
El hidrógeno es un portador de energía casi sin emisiones que podría desempeñar un papel importante en el futuro de los sectores de la energía baja en carbono y el transporte en Europa. Este elemento se puede oxidar electroquímicamente para generar energía eléctrica y agua, que es el único subproducto de este proceso. A pesar de la alta densidad de energía del hidrógeno, utilizar celdas de combustible de hidrógeno para aplicaciones móviles es un problema porque los sistemas de almacenamiento son ineficaces y dificultan su manipulación. La colaboración entre la Unión Europea e Indica abordó el problema del almacenamiento de hidrógeno mediante la modelización computacional de distintos materiales en el marco del proyecto HYPOMAP (New materials for hydrogen powered mobile applications), financiado por la Unión Europea. El proyecto se centró en las interacciones y reacciones de las moléculas de hidrógeno con superficies sólidas. El almacenamiento de hidrógeno puede conseguirse mediante adsorción química y adsorción física. En la adsorción química, el hidrógeno se divide y los átomos de hidrógeno son absorbidos químicamente por el material anfitrión a través de enlaces químicos. En la adsorción física, el material anfitrión absorbe el hidrógeno físicamente. El almacenamiento del hidrógeno en un material masivo, ya sea mediante adsorción química o física, ofrece la posibilidad de almacenar el hidrógeno gaseoso con seguridad y con una densidad mayor. Los científicos aumentaron la entalpía de la adsorción de hidrógeno introduciendo cationes de hidruros metálicos y estructuras metalorgánicas. También utilizaron la introducción de defectos en nanoestructuras que deberían interactuar fuertemente con las moléculas de hidrógeno adsorbidas. Los científicos también determinaron la capacidad de almacenamiento gravimétrica y volumétrica del hidrógeno en boranos de amoniaco, otro material de almacenamiento en forma masiva. Debido a la masa reducida de los átomos de boro y nitrógeno, mostraron una capacidad de almacenamiento gravimétrico muy elevada. Así pues, el hidrógeno se puede liberar fácilmente mediante termólisis. Los científicos también estudiaron catalizadores adecuados para controlar la liberación del hidrógeno de los boranos de amoniaco. El proyecto se centró en el desbordamiento, una forma de almacenar hidrógeno molecular disociado mediante adsorción química, sobre nanotubos de carbono de pared única. Estos materiales mostraron las mejores capacidades posibles de almacenamiento gravimétrico y volumétrico de hidrógeno. Además, el proyecto identificó fracciones que servían como nuevos elementos de construcción para obtener materiales para almacenamiento en estado líquido o sólido con una afinidad excepcional por el hidrógeno molecular. HYPOMAP organizó una escuela de verano, varios talleres y conferencias y sus hallazgos de publicaron en cuarenta y ocho artículos en revistas internacionales sometidas a revisión.
Palabras clave
Materiales, almacenamiento de hidrógeno, aplicaciones móviles, estructuras metalorgánicas, boranos de amonio
