29.10.2019 - Tokyo Institute of Technology

Nanoplacas de boruro de hidrógeno: Un material prometedor para el portador de hidrógeno

Investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio, Universidad de Tsukuba, y colegas en Japón reportan un prometedor portador de hidrógeno en la forma de nanohojas de boruro de hidrógeno. Este material bidimensional, que sólo recientemente ha comenzado a ser explorado, podría ser utilizado como material de almacenamiento de hidrógeno seguro, ligero y de alta capacidad.

Las nanohojas innovadoras hechas de partes iguales de hidrógeno y boro tienen una mayor capacidad para almacenar y liberar hidrógeno en comparación con los materiales convencionales a base de metal.

Este hallazgo de los investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio (Tokyo Tech), la Universidad de Tsukuba, la Universidad de Tecnología de Kochi y la Universidad de Tokio refuerza la opinión de que las nanoplacas de boruro de hidrógeno (HB) podrían ir más allá del grafeno como material multifuncional de tamaño nanométrico.

Su estudio, publicado en Nature Communications, encontró que el hidrógeno puede ser liberado en cantidades significativas (hasta un ocho por ciento en peso) de las hojas de HB bajo luz ultravioleta, incluso bajo condiciones suaves, es decir, a temperatura y presión ambiente.

Una configuración tan fácil de manejar abre la posibilidad de que las placas de HB se utilicen como portadores de hidrógeno altamente eficientes, que se espera que sean cada vez más solicitadas como fuente de energía limpia en las próximas décadas.

Cuando las hojas de HB irrumpieron en escena en 2017, los científicos reconocieron que podían convertirse en un nuevo material emocionante para aplicaciones energéticas, de catálisis y ambientales. El avance de la investigación cosechó elogios por su enfoque creativo del diseño de materiales. Un artículo de revisión publicado en Chem en 2018 aclamaba la exitosa realización de las hojas de HB como "un exquisito ejemplo de ingenio humano en la cúspide de la química sintética innovadora".

Se espera que las láminas de HB se apliquen para un portador de hidrógeno ligero, sensible a la luz y seguro. Actualmente, las planchas HB sólo responden a la luz ultravioleta, por lo que la sensibilidad a la luz visible es importante para su aplicación industrial.

Además, la recarga de hidrógeno sigue siendo un reto clave en el desarrollo de soluciones sostenibles y viables de almacenamiento de hidrógeno. Para resolver este problema, Miyauchi explica que su equipo está investigando la sensibilidad a la luz visible, la recargabilidad y la durabilidad a largo plazo de las láminas de HB.

"La reducción de costes de los materiales de partida -diboruro de magnesio- para las láminas de HB será otro factor importante", añade.

El estudio interinstitucional muestra el poder predictivo de los cálculos de primeros principios en la ciencia de los materiales, es decir, como una forma de investigar el mecanismo de liberación de hidrógeno.

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