El hidrógeno es un portador de energía altamente atractivo, pero también altamente explosivo, que requiere un almacenamiento seguro, liviano y barato, así como sistemas de transporte. Los científicos del Instituto de Ciencia Weizmann, Israel, ahora han desarrollado un sistema de almacenamiento químico basado en métodos simples y simples.abundantes compuestos orgánicos. Como se informó en la revista Angewandte Chemie , el sistema portador de hidrógeno líquido tiene una alta capacidad teórica y utiliza el mismo catalizador para la reacción de carga y descarga.
El hidrógeno transporta mucha energía, que puede convertirse en electricidad o energía, y el único subproducto de la combustión es el agua. Sin embargo, como el hidrógeno es un gas, su densidad de energía por volumen es baja. Por lo tanto, el hidrógeno puro se maneja principalmenteen su estado presurizado o en forma líquida, pero los tanques de acero agregan peso, y su liberación y uso es peligroso.
Además de los tanques, el hidrógeno también se puede enmascarar y almacenar en un sistema de reacción química. Esta es, en principio, la forma en que la naturaleza almacena y usa hidrógeno: en las células biológicas, los compuestos químicos finamente ajustados se unen y liberan hidrógeno para formar los compuestos químicos necesariospor las células. Todos estos procesos biológicos son catalizados por enzimas.
También se han desarrollado catalizadores potentes que median la conversión de hidrógeno en laboratorios químicos. Un ejemplo es el catalizador de tenazas de rutenio, un complejo soluble de rutenio con un ligando orgánico, desarrollado por David Milstein y sus colegas. Con la ayuda de este catalizador, exploraronLa capacidad de un sistema de reacción de químicos orgánicos simples para almacenar y liberar hidrógeno.
"Encontrar un método de almacenamiento de hidrógeno adecuado es un desafío importante para la 'economía del hidrógeno'", explicaron los autores de la publicación su motivación. Entre las condiciones que deben cumplirse se encuentran los productos químicos seguros, los esquemas fáciles de carga y descarga, y comobajar un volumen lo más posible
Milstein y sus colegas identificaron dicho sistema, que consiste en los compuestos químicos etilendiamina y metanol. Cuando las dos moléculas reaccionan, se libera hidrógeno puro. El otro producto de reacción es un compuesto llamado etilenurea. La capacidad teórica de estoEl "sistema de soporte de hidrógeno orgánico líquido" LOHC es 6.52 por ciento en peso, que es un valor muy alto para un LOHC.
Los científicos primero establecieron la reacción de hidrogenación. En esta reacción, se formaron portadores de hidrógeno líquido etilendiamina y metanol a partir de etilenurea y gas hidrógeno con una conversión al cien por cien cuando se usó el catalizador de tenazas de rutenio.
Luego examinaron la reacción de liberación de hidrógeno, que es la reacción de etilendiamina con metanol. Aquí, el rendimiento de hidrógeno fue cercano al 100 por ciento, pero la reacción pareció proceder en etapas intermedias y terminó con un equilibrio de productos. Sin embargo,fue posible una rehidrogenación completa, lo que llevó a los autores a concluir que efectivamente habían desarrollado un sistema totalmente recargable para el almacenamiento de hidrógeno. Este sistema estaba hecho de compuestos orgánicos líquidos que son abundantes, baratos, fáciles de manejar y no muy peligrosos.
Su ventaja es la naturaleza simple de los compuestos y la alta capacidad teórica. Sin embargo, para ser más eficientes y ecológicos, como la configuración en la naturaleza, los tiempos de reacción deben ser más cortos y las temperaturas más bajas. Para esto, incluso los catalizadores "más ecológicos" deberíanser examinado.
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Materiales proporcionado por Wiley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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