Los científicos encuentran una mezcla óptima de hidrógeno y gas natural para atrapar el hidrógeno en moléculas similares a jaulas de manera más efectiva. Crédito:GIST
En nuestra búsqueda constante de transformarnos en una sociedad más ecológica, hidrógeno (H 2 ) se anuncia como el combustible limpio del mañana. Porque H 2 se puede producir a partir del agua (H 2 O) sin generar emisiones de carbono, desarrollo de H 2 -Las tecnologías compatibles se han convertido en una prioridad absoluta. Sin embargo, el camino por delante está lleno de baches, y se deben eliminar muchas limitaciones técnicas.
"El hidrógeno es la molécula más pequeña de la naturaleza, y encontrar formas viables de almacenarlo es una cuestión fundamental para lograr una economía del hidrógeno, "afirma el profesor asociado Youngjune Park del Instituto de Ciencia y Tecnología de Gwangju (GIST) en Corea. A diferencia de los hidrocarburos, pura H 2 debe almacenarse a una presión extremadamente alta (> 100 atmósferas) o baja temperatura (20 ° C). Naturalmente, esto representa una enorme barrera económica para H 2 almacenamiento. Pero, ¿y si pudiéramos atrapar a H? 2 dentro de cristales similares al hielo para hacer que el almacenamiento y el transporte sean menos exigentes?
Estas jaulas moleculares existen en la naturaleza y se denominan "hidratos de clatrato". Son compuestos sólidos a base de agua con cavidades que pueden acomodar varias moléculas. El grupo del Dr. Park en GIST ha estado investigando el uso de hidratos de clatrato como recipientes para H 2 almacenamiento. Sin embargo, el enclatramiento de pura H 2 sigue siendo un proceso lento que también requiere condiciones extremas de temperatura y presión.
En un estudio reciente publicado en el volumen 141, la edición impresa de mayo de 2021 de Revisiones de energías renovables y sostenibles , El grupo del Dr. Park exploró una solución viable a este problema. En lugar de intentar formar hidratos de clatrato a partir de H puro 2 , investigadores anteriores han sugerido mezclarlo con gas natural, que se demostró experimentalmente que promueve el enclatramiento en condiciones más suaves. Para mejorar esta estrategia, El equipo de científicos de GIST se propuso encontrar la mejor mezcla de hidrógeno y gas natural (HNGB) para la formación de hidratos de clatrato con eficiencia energética. Para tal fin, investigaron sistemáticamente los hidratos de clatrato producidos a partir de HNGB con diferentes concentraciones de metano, etano, e hidrógeno. Analizaron cuidadosamente la cinética y la estructura de la formación del clatrato y la distribución de las moléculas atrapadas.
El equipo pudo identificar las concentraciones precisas de gas en qué punto el metano y el etano, actuando como moduladores termodinámicos, mejorar mejor la H 2 capacidad de almacenamiento de hidratos de HNGB. Incluso en condiciones de presión y temperatura moderadas (100 atmósferas y 8 ° C, respectivamente), los científicos lograron el máximo teórico H 2 almacenamiento posible para dos tipos de jaulas de clatrato hidratado:dos y cuatro H 2 moléculas en jaulas pequeñas y grandes, respectivamente. Esta hazaña no se había informado antes, y los hallazgos sin precedentes de este estudio podrían ayudar en el diseño de medios de almacenamiento de hidratos de HNGB.
El Dr. Park observa, "Los hidratos de clatrato y los HNGB podrían proporcionar una solución razonable a medio plazo para almacenar lo que se conoce como hidrógeno 'azul', que es hidrógeno producido utilizando tecnología basada en combustibles fósiles pero con un mínimo de CO 2 emisiones ". Hoy, El hidrógeno azul es tres veces más barato de producir que el hidrógeno "verde" ecológico. Por lo tanto, Los resultados de este estudio pueden ayudar a facilitar la transición gradual de los combustibles fósiles al hidrógeno. que es nuestra clave para un futuro sostenible.
