Adaptación de la porosidad a nanoescala en carbonos derivados de carburos para el almacenamiento de hidrógeno

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Ingeniería Química Ingeniería Química.
• Nanotecnología La nanotecnología es la nanotecnología.

Sus antecedentes:

• El almacenamiento de hidrógeno sigue siendo un cuello de botella crítico para el desarrollo de vehículos de pila de combustible.
• Los carbonos existentes a nanoescala no han cumplido con las expectativas de un almacenamiento eficiente de hidrógeno.

Objetivo del estudio:

• Demostrar un diseño racional de materiales de carbono para mejorar el almacenamiento de hidrógeno.
• Investigar el potencial de los carbonos derivados de carburos (CDC) para aplicaciones de almacenamiento de hidrógeno.

Principales métodos:

• Produciendo CDC a través de la cloración a alta temperatura de los carburos.
• Ajuste de la porosidad (tamaño de los poros, distribución, SSA) seleccionando los carburos precursores y las temperaturas de cloración.
• Correlación de las propiedades de los poros con isotermas de hidrógeno de 77 K.

Principales resultados:

• Los CDC exhiben porosidad ajustable con hasta un 80% de volumen de poro abierto.
• La capacidad óptima de almacenamiento de hidrógeno se logra con materiales dominados por microporos (~1 nm).
• Los poros más grandes disminuyen la capacidad de almacenamiento volumétrico y son menos efectivos para la adsorción de hidrógeno.

Conclusiones:

• Los carbones derivados del carburo de carburo son materiales prometedores para el diseño racional de almacenamiento de hidrógeno.
• La microporosidad es clave para maximizar la capacidad de almacenamiento de hidrógeno gravimétrico.
• La síntesis controlada de CDC ofrece un camino hacia soluciones avanzadas de almacenamiento de hidrógeno.