Para ayudar a combatir el calentamiento global, un equipo dirigido por el Dr. Mert Atilhan de la Universidad Texas A&M y el Dr. Cafer Yavuz en el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST), está trabajando en un nuevo polímero poroso que puede almacenar gas natural con mayor eficacia que cualquier otro que se esté utilizando actualmente. Su investigación se centra en el gas natural adsorbido (ANG), un proceso para almacenar gas natural que es una alternativa más segura y económica que el gas natural comprimido y el gas natural licuado.

El gas natural se quema más limpiamente como combustible, convirtiéndolo en una alternativa útil en vehículos, y aplicaciones como cocinar, generadores de calefacción o en funcionamiento. Contiene principalmente metano y etano, y tiene casi cero emisiones de dióxido de azufre y muchas menos emisiones de óxido de nitrógeno y partículas. El gas natural también libera casi un 30 por ciento menos de dióxido de carbono (la principal causa de gases de efecto invernadero) que el petróleo y un 43 por ciento menos que el carbón.

"Actualmente nos enfrentamos a serios problemas que están relacionados con el calentamiento global debido al uso excesivo de carbón y petróleo, ", dijo Atilhan." El gas natural es una fuente mucho más limpia y se está explorando una cantidad abundante de gas en los Estados Unidos, el mar Mediterráneo y otros lugares del mundo. Si el gas natural se puede almacenar de forma eficaz, se puede utilizar fácilmente, incluso en áreas remotas. Tenemos grandes aspiraciones de utilizar estos materiales también en aplicaciones vehiculares, que es una de las principales causas del calentamiento global ".

Los gases adsorbidos recogen el gas condensado de una superficie. Estos gases ligeros tienen una presión de vapor muy alta a temperatura ambiente, y su almacenamiento requiere compresión a alta presión, sistemas adsorbentes (sustancia sólida que adsorbe otra sustancia) o una reducción extrema de la temperatura. En el proceso ANG, El gas natural se adsorbe en un adsorbente poroso a una presión relativamente baja (100 a 900 psi) y a temperatura ambiente. resolviendo los problemas de alta presión y baja temperatura.

Atilhan y Yavuz colaboran desde 2008 en el desarrollo de nuevos materiales para la captura y separación de gases. En los últimos años, se han centrado más específicamente en el almacenamiento de gas natural en nuevos materiales de base porosa. El equipo se centró en los mecanismos de hinchamiento de los polímeros de red. La idea sería presurizar el gas natural en el sorbente para que se expandiera y tomara mucho. Durante el consumo (desorción), el polímero hinchado liberaría el gas hasta que se desinflara por completo.

"Con este trabajo, presentamos un nuevo material a base de plástico que puede almacenar gas natural de manera muy eficaz, ", dijo Atilhan." Rompimos el récord mundial de almacenamiento de gas natural y pasamos muy por encima del objetivo de materiales para ser considerados factibles ". que es determinada por el Departamento de Energía de EE. UU. (DOE). Sin embargo, tiene un costo de producción muy bajo, lo que hace que su uso sea aún más atractivo en aplicaciones muy extendidas ".

"Buscamos diseñar un adsorbente ANG desde una perspectiva diferente, la mayor parte de la investigación se centra en elevar el límite superior, la capacidad total al introducir más volumen de poros, "dijo Yavuz, agregando que cuanto más volumen de poros también significaba más gas sobrante, ya que permanece almacenado cómodamente incluso si la presión fue inferior a la presión mínima del tanque que necesita un vehículo. "Dijimos, 'Asegurémonos de que el material poroso se exprima por completo cuando se desorbe a la presión mínima' ".

Este mecanismo de expansión / contracción también resuelve ciertos problemas de ANG. Como resulta, todos los adsorbentes se calientan al entrar en contacto con el gas y eso provoca todo tipo de problemas, sin mencionar los nuevos riesgos de seguridad.

Atilhan dijo que al hacer que el adsorbente libere energía al expandirse, están resolviendo muchos problemas a la vez. Manteniendo el adsorbente sin calentar, obtienen el máximo rendimiento. Y dado que la gestión térmica es una característica de diseño absolutamente crítica en los sistemas de combustible de ingeniería, eliminan cualquier pico de presión inseguro que pueda surgir debido a que los cambios de temperatura y la contaminación se minimizan, ya que el adsorbente permanece contraído cuando no se almacena gas.

Para acelerar las comprobaciones de viabilidad de su tecnología, el equipo comenzó a trabajar en cilindros de gas reales.

"Los resultados de laboratorio fueron excelentes, pero siempre tienes esta pregunta de qué pasaría si cuando se trata de impulsar tu tecnología en la vida real, "dijo Vepa Rozyyev, el primer autor de un artículo publicado en Energía de la naturaleza en la investigación, quien desde entonces se mudó de KAIST a la Universidad de Chicago para un doctorado. Dijo que para probarlo fueron a una gasolinera y colocaron la boquilla presurizada en un cilindro lleno de su adsorbente. Su material superó a los mejores ejemplos industriales y literarios en al menos un 20 por ciento. También marcó la primera vez que un estudio realizó este tipo de pruebas de campo.

El equipo está entusiasmado con las perspectivas y posibilidades que presentará este trabajo. "Este es solo el comienzo, ", dijo Yavuz." Visualizamos una gran cantidad de nuevos diseños y mecanismos basados ​​en nuestro concepto. Dado que el gas natural es un combustible mucho más limpio que el carbón, los nuevos desarrollos en este ámbito ayudarán a cambiar a combustibles menos contaminantes ".

Atilhan está de acuerdo en que el impacto más importante de su investigación es sobre el medio ambiente. Dijo que reducir las emisiones gaseosas tóxicas mediante el uso de gas natural más que el carbón o el petróleo reducirá significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero que se emiten de diversas fuentes.

"También ayudará a reducir el costo operativo que se gasta en las operaciones de captura de gas ácido / amargo, ya que proponemos almacenar una fuente de combustible mucho más limpia y reemplazar el estado actual de la técnica con estos materiales para el almacenamiento de combustible". ", dijo." Creemos que algún día podríamos ver vehículos equipados con nuestros materiales que funcionan con una fuente de combustible más limpia:el gas natural ".