Los vehículos propulsados ​​por hidrógeno emiten solo vapor de agua por sus tubos de escape, ofreciendo una alternativa más limpia al transporte basado en combustibles fósiles. Pero para que los coches de hidrógeno se conviertan en algo habitual, los científicos necesitan desarrollar sistemas de almacenamiento de hidrógeno más eficientes. Ahora, investigadores que informan en ACS ' Química de Materiales han utilizado estructuras organometálicas (MOF) para establecer un nuevo récord de capacidad de almacenamiento de hidrógeno en condiciones normales de funcionamiento.

Según el Departamento de Energía de EE. UU., en 2017, EE. UU. tenía 34 estaciones de servicio de hidrógeno de acceso público, con 31 de ellos en California. Junto con una mayor infraestructura de abastecimiento de combustible, Se necesitan avances tecnológicos para la adopción generalizada de automóviles de hidrógeno. En particular, Los sistemas de almacenamiento de hidrógeno mejorados podrían aumentar la autonomía de conducción de los automóviles al tiempo que se reducen los costes. Los autos de hidrógeno actuales usan costosos, voluminosos sistemas de enfriamiento o compresión para almacenar suficiente hidrógeno para rangos de conducción aceptables. Jeffrey Long y sus colegas se preguntaron si podrían usar MOF para almacenar más combustible de hidrógeno en condiciones normales de conducción. Los MOF son compuestos que contienen iones metálicos coordinados con ligandos orgánicos. Las estructuras tridimensionales de algunos MOF forman poros que adsorben fuertemente moléculas de gas hidrógeno y hacen que atraigan otras moléculas. lo que podría permitir que el gas se condense en condiciones cercanas a las ambientales.

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 Ni ₂ ( metro -dobdc) mostró la mayor capacidad de almacenamiento de hidrógeno en un rango de presiones y temperaturas. A temperatura ambiente y una presión del tanque mucho más baja que la que se usa en los vehículos de hidrógeno actuales, Ni ₂ ( metro -dobdc) estableció un nuevo récord de capacidad de almacenamiento de hidrógeno de 11,9 g de combustible por litro de cristal MOF. El MOF tenía una capacidad de almacenamiento significativamente mayor que el gas hidrógeno comprimido en las mismas condiciones. Cuando los investigadores examinaron la estructura del MOF por difracción de neutrones, encontraron que un solo poro contenía siete sitios de unión específicos para el gas hidrógeno que permitían un empaque denso del combustible.