Allanando el camino para coches de hidrógeno más eficientes

Para que los coches de hidrógeno se conviertan en la corriente principal, los científicos necesitan desarrollar sistemas de almacenamiento de hidrógeno más eficientes. Ahora, los investigadores han utilizado estructuras metálicas orgánicas (MOF) para establecer un nuevo récord de capacidad de almacenamiento de hidrógeno en condiciones normales de operación.



Buscando coches de hidrógeno más eficientes
Buscando coches de hidrógeno más eficientes

Los vehículos impulsados por hidrógeno emiten solo vapor de agua de sus tubos de escape. Ofreciendo, de esta manera, una alternativa más limpia al transporte basado en combustibles fósiles.

Pero para que los coches de hidrógeno se conviertan en tendencia principal, los científicos necesitan desarrollar sistemas más eficientes para almacenar hidrógeno.

Investigadores informaron en ACS’ Chemistry of Materials que han usado estructuras de metal orgánico (MOF) para establecer un nuevo récord de capacidad de almacenamiento de hidrógeno en condiciones normales de operación.

Según el Departamento de Energía de EE. UU., en 2017 tenían 34 estaciones de abastecimiento de hidrógeno accesibles al público. 31 de ellas en California. Junto con una mayor infraestructura de combustible, se necesitan avances tecnológicos para la adopción generalizada de coches de hidrógeno. En particular, los sistemas mejorados de almacenamiento de hidrógeno podrían aumentar el rango de conducción de los automóviles. Al mismo tiempo reducen los costos. Los vehículos de hidrógeno actuales utilizan sistemas de compresión o enfriamiento costosos y voluminosos. Lo hacen para almacenar suficiente hidrógeno para lograr un rango de conducción aceptable.

Jeffrey Long y sus colegas se preguntaron si podrían usar MOF para almacenar más combustible de hidrógeno en condiciones normales de manejo.

Los MOF son compuestos que contienen iones metálicos coordinados a ligandos orgánicos. Las estructuras 3D de algunos MOF forman poros que adsorben fuertemente las moléculas de gas de hidrógeno y hacen que atraigan otras moléculas. Esto podría permitir que el gas se condense en condiciones cercanas al ambiente.

Para determinar el mejor MOF para el almacenamiento de hidrógeno, los investigadores probaron cuatro compuestos diferentes. Dos que contenían níquel y dos que contenían cobalto como metal coordinador. Un MOF llamado Ni2 (m-dobdc) mostró la mayor capacidad de almacenamiento de hidrógeno en cierto rango de presiones y temperaturas. A temperatura ambiente y una presión del tanque mucho menor que la utilizada en los coches de hidrógeno actuales, Ni2 (m-dobdc) estableció un nuevo récord de capacidad de almacenamiento de hidrógeno. 11.9 g de combustible por litro de cristal de MOF. El MOF tenía una capacidad de almacenamiento significativamente mayor que el gas de hidrógeno comprimido en las mismas condiciones. Los investigadores examinaron la estructura del MOF por difracción de neutrones. Entonces encontraron que un solo poro contenía siete sitios de unión específicos para el gas de hidrógeno que permitían el empaquetamiento denso del combustible.


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