Hidrogenoa karbonozko loreetan
2007/10/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Hidrogenoa erregai fosilen ordezko ona izan daiteke, aditu askoren ustez. Izan ere, batetik, energia-iturri berriztagarria da, eta, bestetik, ez du askatzen berotegi-efektua eragiten duen gasik. Aitzitik, ur-lurruna da hidrogenoa energia-iturri gisa erabiltzean isurtzen den gas bakarra. Horregatik, kontuan izanik erregai fosilen bi arazo nagusiak haiek agortzea eta eragiten duten poluzioa direla, hidrogenoak aukera ona dirudi haien aurrean.
Nahiz eta hidrogenoak petrolioaren eratorriek baino energia-dentsitate txikiagoa izan, dentsitate hori nahikoa da, adibidez, bidaiariak garraiatzeko hainbat ibilgailu ibilarazteko. Ez da kontu berria hori; hidrogenoak higiarazitako lehenengo ibilgailuen prototipoa (GM Electrovan) 1966. urtean garatu zuen General Motors etxe estatubatuarrak. Eta, gaur egun ere, automobilgintzako etxe asko ari dira hidrogenoz elikatutako erregai-zelulei esker mugitzen diren ibilgailuak garatzen.
Dena den, oraindik ere badaude hidrogenoa energia-iturri gisa erabiltzeko hainbat oztopo. Eta nagusietako bat da hidrogenoa biltzeko bitarteko eraginkor, merke eta seguru bat aurkitzea. Energia-iturri gisa eraginkorra izateko, nahitaezkoa da hidrogenoa nahiko dentsitate handian gordetzea. Hala, gas konprimitu edo likidotu gisa gorde daiteke; baina, askotan, gas konprimitua biltzeko edo likido kriogenikoa --hidrogeno likidotua-- maneiatzeko edukiontzi seguruak egiteak dakarren kostuak mugatzen du teknologia horren erabilera.
Beste aukera bat adsortzioa da. Hau da, hidrogenoa aipatutako gas- edo likido-egoeran bildu ordez, adsorbatzaile batean itsatsita gordetzea. Azken urteotan, ikertzaile asko ari da lanean adsorbatzaile egokiak aurkitu nahian. Adsorbatzaile horietan, hidrogenoak itsatsi egin beharko luke nahikoa dentsitate handian, baina adsorbatzailearekin kimikoki erreakzionatu gabe betiere.
Metal batzuek bete dezakete funtzio hori, baina oso garestiak dira. Material porotsuak, aldiz, merkeagoak izateaz gain eraginkorragoak ere badira; adsorbatutako hidrogeno guztia berreskuratu baitaiteke, eta hidrogenoa bildu eta askatu ondoren, ez da materiala bere onera ekarri edo berraktibatu beharrik.
Material porotsuen artean, karbono-nanoegiturak begiz jota zituzten ikertzaileek, haien masa txikia eta adsortzio-gaitasun handiagatik. Hala ere, hainbat ikerketek erakutsi dute karbono-nanohodien kasuan hidrogenoaren eta karbonoaren elkarrekintza oso ahula dela, eta hidrogenoa biltzeko karbonoan oinarritutako material porotsuak erabiltzekotan, elkarrekintza horrek indartsuagoa izan behar duela.
Bada, nazioarteko ikertzaile-talde batek egin duen ikerketaren arabera, litekeena da beste karbono-nanoegitura batean karbono-hidrogeno elkarrekintza adsorbatzaile gisa erabiltzeko bezain indartsu izatea. CSIC eko (Consejo Superior de Investigaciones Cientificas) kide eta EHUri atxikitako ikerketako irakasle den Javier Bermejok koordinatu du ikerketa, eta frogatu dute karbono-nanoadarrak eraginkorrak direla hidrogenoa biltzeko. Fisikaren arloko aldizkari garrantzitsuenetariko batean argitaratu dute ikerketa: Physical Review Letters .
Karbonozko daliak
Karbono-nanoadarrak 1999an ikusi ziren lehenengoz. Nanohodien antzeko egiturak dira, baina mutur batean ixten dira, eta adar baten antzeko forma konikoa hartzen dute. Nanoadarrak geruza bakarrekoak dira, hau da, karbono-atomo baten lodierako pareta dute. Adar bakoitza 2-3 nm da, baina multzoka pilatzen dira, eta ehunka adarrez osatutako 80-100 nm-ko diametroa duten dalia-itxurako agregatuak eratzen dituzte. Lore horien ezaugarri nagusia da adsortzio-gaitasun handia. Izan ere, azalera espezifiko izugarri handia dute: gramo bakarrean, 400 m 2 , hain zuzen ere. Hala, hidrogeno asko bil dezakete leku txikian.
Gainera, nanohodien aldean, nanoadarrak egitea nahiko erraza da. Giro-tenperaturan, karbonoa laserrez baporizatuz lor daitezke purutasun handiko nanoadar-loreak; eta, prozesu horrek % 90eko errendimendua du.
Zehazki, ikerketan aztertu dituzte hainbat tenperaturatan gas adsorbatuak duen mugikortasuna, eta hidrogenoaren eta nanoadarren arteko elkarrekintzaren xehetasunak.
Emaitzarik aipagarriena izan da hidrogenoa beste nanoegitura batzuetara ez bezalako finkotasunez itsasten dela nanoadarretara, eta, hala ere, erabili nahi denean, askatu egin daitekeela baldintza kontrolatuetan. Hala, ikertzaileek uste dute karbono-nanoadarrak etorkizun handiko materiala izan daitezkeela hidrogenoa biltzeko bitarteko arin gisa.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
