Un enfoque innovador podría convertir las nanopartículas en depósitos simples para almacenar hidrógeno. El gas altamente volátil se considera un portador de energía prometedor para el futuro, que podría proporcionar combustibles respetuosos con el clima para aviones, barcos y camiones, por ejemplo, además de permitirProducción de acero y cemento respetuosa con el clima, según cómo se genere el gas hidrógeno. Sin embargo, almacenar hidrógeno es costoso: o el gas debe mantenerse en tanques presurizados, hasta 700 bar, o debe licuarse, lo que significaenfriarlo a menos 253 grados centígrados. Ambos procedimientos consumen energía adicional.
Un equipo dirigido por Andreas Stierle de DESY ha sentado las bases para un método alternativo: almacenar hidrógeno en pequeñas nanopartículas hechas del metal precioso paladio, de solo 1,2 nanómetros de diámetro. El hecho de que el paladio pueda absorber hidrógeno como una esponja es conocido por"Sin embargo, hasta ahora, sacar el hidrógeno del material nuevamente ha planteado un problema", explica Stierle. "Es por eso que estamos probando partículas de paladio que tienen solo un nanómetro de diámetro". Un nanómetro es una millonésima de milímetro.
Para garantizar que las partículas diminutas sean lo suficientemente resistentes, se estabilizan mediante un núcleo hecho del iridio, un metal precioso y raro. Además, se adhieren a un soporte de grafeno, una capa extremadamente delgada de carbono. "Podemos adherirlas partículas de paladio al grafeno a intervalos de sólo dos nanómetros y medio ", informa Stierle, que es el director del DESY NanoLab." Esto da como resultado una estructura periódica regular ". El equipo, que también incluye investigadores de las universidadesde Colonia y Hamburgo, publicó sus hallazgos en la revista American Chemical Society ACS ACS Nano .
La fuente de rayos X de DESY, PETRA III, se utilizó para observar lo que sucede cuando las partículas de paladio entran en contacto con el hidrógeno: esencialmente, el hidrógeno se adhiere a las superficies de las nanopartículas y casi nada penetra en el interior. Las nanopartículas se pueden representar comoSe asemeja a los chocolates: una nuez de iridio en el centro, envuelta en una capa de paladio, en lugar de mazapán, y recubierta de chocolate por fuera por el hidrógeno. Todo lo que se necesita para recuperar el hidrógeno almacenado es agregar una pequeña cantidad de calor; el hidrógeno se libera rápidamente de la superficie de las partículas, porque las moléculas de gas no tienen que salir del interior del cúmulo.
"A continuación, queremos averiguar qué densidades de almacenamiento se pueden lograr con este nuevo método", dice Stierle. Sin embargo, aún deben superarse algunos desafíos antes de pasar a aplicaciones prácticas. Por ejemplo, otras formas de estructuras de carbono podrían serun portador más adecuado que el grafeno; los expertos están considerando el uso de esponjas de carbono, que contienen poros diminutos. Cantidades sustanciales de nanopartículas de paladio deberían caber dentro de ellas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY . Nota: el contenido puede editarse por estilo y longitud.
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