Nanochocolates que almacenan hidrógeno
Ideas innovadoras para el vector energético del futuro
Un enfoque innovador podría convertir las nanopartículas en simples depósitos para almacenar hidrógeno. Este gas altamente volátil se considera un prometedor portador de energía para el futuro, que podría proporcionar combustibles respetuosos con el clima para aviones, barcos y camiones, por ejemplo, además de permitir una producción de acero y cemento respetuosa con el clima, dependiendo de cómo se genere el gas hidrógeno. Sin embargo, el almacenamiento de hidrógeno es costoso: o bien hay que mantener el gas en tanques presurizados, hasta 700 bares, o bien hay que licuarlo, lo que significa enfriarlo hasta 253 grados Celsius bajo cero. Ambos procedimientos consumen energía adicional.
Las nanopartículas de paladio (verde) están estabilizadas por un núcleo de iridio (rojo). El hidrógeno puede acumularse en su superficie como una especie de glaseado de chocolate, y puede volver a liberarse al calentarse.
DESY, Andreas Stierle
Un equipo dirigido por Andreas Stierle, del DESY, ha sentado las bases de un método alternativo: almacenar el hidrógeno en minúsculas nanopartículas de paladio, un metal precioso de apenas 1,2 nanómetros de diámetro. El hecho de que el paladio pueda absorber el hidrógeno como una esponja se conoce desde hace tiempo. "Sin embargo, hasta ahora sacar el hidrógeno del material ha supuesto un problema", explica Stierle. "Por eso estamos probando con partículas de paladio de sólo un nanómetro de diámetro". Un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro.
Para garantizar que las minúsculas partículas sean lo suficientemente resistentes, se estabilizan con un núcleo de iridio, un metal precioso poco común. Además, están unidas a un soporte de grafeno, una capa extremadamente fina de carbono. "Conseguimos fijar las partículas de paladio al grafeno a intervalos de sólo dos nanómetros y medio", informa Stierle, que dirige el NanoLab del DESY. "El resultado es una estructura regular y periódica". El equipo, en el que también participan investigadores de las universidades de Colonia y Hamburgo, ha publicado sus hallazgos en la revista ACS Nano de la American Chemical Society (ACS).
Se utilizó la fuente de rayos X PETRA III del DESY para observar lo que ocurre cuando las partículas de paladio entran en contacto con el hidrógeno: básicamente, el hidrógeno se adhiere a la superficie de las nanopartículas y apenas penetra en su interior. Las nanopartículas se pueden imaginar como si fueran bombones: una nuez de iridio en el centro, envuelta en una capa de paladio, más que de mazapán, y recubierta de chocolate por el exterior por el hidrógeno. Todo lo que se necesita para recuperar el hidrógeno almacenado es añadir una pequeña cantidad de calor; el hidrógeno se libera rápidamente de la superficie de las partículas, porque las moléculas de gas no tienen que abrirse paso desde el interior del cúmulo.
"A continuación, queremos averiguar qué densidades de almacenamiento pueden alcanzarse con este nuevo método", afirma Stierle. Sin embargo, todavía hay que superar algunos retos antes de pasar a las aplicaciones prácticas. Por ejemplo, otras formas de estructuras de carbono podrían ser un soporte más adecuado que el grafeno: los expertos están considerando utilizar esponjas de carbono, que contienen poros diminutos. En su interior cabrían cantidades importantes de nanopartículas de paladio.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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