Hidróxeno en flores de carbono
2007/10/01 Etxebeste Aduriz, Egoitz - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
O hidróxeno pode ser un bo substituto dos combustibles fósiles, segundo moitos expertos. Por unha banda, é una fonte de enerxía renovable e por outro, non emite gases de efecto invernadoiro. Pola contra, o vapor de auga é o único gas que se emite ao utilizar o hidróxeno como fonte de enerxía. Por iso, tendo en conta que os dous principais problemas dos combustibles fósiles son o seu esgotamento e a contaminación que provocan, o hidróxeno parece una boa opción ante eles.
A pesar de que o hidróxeno ten una menor densidade enerxética que os derivados do petróleo, esta densidade é suficiente paira, por exemplo, facer circular varios vehículos de transporte de pasaxeiros. Non é una cuestión nova, o primeiro prototipo de vehículo propulsado polo hidróxeno (GM Electrovan) foi desenvolvido en 1966 pola firma estadounidense General Motors. E na actualidade, moitos fogares de automoción están a desenvolver vehículos que se moven grazas ás células de combustible alimentadas por hidróxeno.
Con todo, aínda existen barreiras paira o uso do hidróxeno como fonte de enerxía. E un dos principais é atopar un medio eficiente, barato e seguro de recollida de hidróxeno. Paira ser eficaz como fonte de enerxía é necesario almacenar hidróxeno nunha densidade relativamente elevada. Así, pódese almacenar como un gas comprimido ou licuado, pero en moitos casos o seu uso está limitado polo custo que supón a construción de colectores seguros paira a recollida de gas comprimido ou o manexo do líquido criogénico --hidróxeno licuado -.
Outra opción é a absorción. É dicir, que en lugar de recoller o hidróxeno no estado gaseoso ou líquido mencionado, almacénese pegado nun adsorbente. Nos últimos anos moitos investigadores están a traballar paira atopar adsorbentes adecuados. Nestes adsorbentes, o hidróxeno debería adherirse a unha densidade relativamente alta, pero sen reaccionar químicamente co adsorbente.
Algúns metais poden cumprir esta función, pero son moi caros. Pola contra, os materiais porosos, ademais de ser máis baratos, son máis eficientes, xa que se pode recuperar todo o hidróxeno adsorbido e una vez recolleito e desprendido o hidróxeno, non é necesario rexeneralo ou reactivalo.
Entre os materiais porosos, os investigadores buscaban nanoestructuras de carbono pola súa pequena masa e a súa alta capacidade de absorción. Con todo, numerosos estudos demostraron que no caso dos nanotubos de carbono a interacción entre hidróxeno e carbono é moi débil, e que si se utilizan materiais porosos baseados en carbono paira a captación de hidróxeno, esta interacción debe ser máis intensa.
Pois ben, segundo un estudo realizado por un grupo internacional de investigadores, é posible que a interacción carbono-hidróxeno noutra nanoestructura de carbono sexa o suficientemente potente como paira ser utilizada como adsorbente. O estudo, coordinado por Javier Bermejo, membro do CSIC (Consello Superior de Investigacións Cientificas) e profesor de investigación adscrito á UPV, demostrou que as nanoramas de carbono son efectivas na recollida de hidróxeno. O estudo foi publicado nunha das revistas máis importantes do campo da física: Physical Review Letters.
Dalias de carbono
As nanoramas de carbono víronse por primeira vez en 1999. Son estruturas similares aos nanotubos, pero se pechan nun extremo e adquiren una forma cónica similar a unha rama. As nanoramas son monocapa, é dicir, teñen a parede do espesor dun átomo de carbono. Cada rama é de 2-3 nm, pero se agrupan en grupos formando agregados en forma de dalias de entre 80 e 100 nm de diámetro, formados por centos de ramas. Estas flores caracterízanse pola súa gran capacidade de absorción. De feito, teñen una enorme superficie específica, 400 m 2 nun só gramo. Deste xeito, poden almacenar gran cantidade de hidróxeno nun lugar pequeno.
Ademais, en comparación cos nanotubos, a fabricación de nanoramas é relativamente sinxela. A vaporización láser do carbono a temperatura ambiente permite obter flores de nanoramas de alta pureza, cun rendemento do 90%.
En concreto, o estudo analiza a mobilidade do gas adsorbido a diferentes temperaturas e os detalles da interacción entre o hidróxeno e as nanoramas.
O resultado máis destacado foi que o hidróxeno se adhire aos nanoramas cunha solidez distinta a outras nanoestructuras, e que con todo, cando se quere utilizar, pode ser liberado en condicións controladas. Así, os investigadores creen que as nanoramas de carbono poden ser un material de gran futuro como medio lixeiro de almacenamento de hidróxeno.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
