Altas capacidades gravimétricas y volumétricas de amoníaco en estructuras metálicas orgánicas robustas preparadas...

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química
• Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• El amoníaco es un vector de energía clave para el almacenamiento de hidrógeno, pero faltan adsorbentes de amoníaco eficientes.
• Los materiales existentes luchan con una alta capacidad, una regeneración eficiente y una implementación práctica.
• Las estructuras metal-orgánicas (MOF) muestran potencial, pero requieren una funcionalidad adaptada.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un adsorbente avanzado para el almacenamiento y captura eficientes de amoníaco.
• Sintetizar y caracterizar un marco metálico-orgánico funcionalizado para una mayor capacidad de amoníaco.
• Investigar el mecanismo de adsorción de amoníaco y la eficiencia de regeneración del nuevo material.

Principales métodos:

• Modificación post-sintética del Ni2Cl2BTDD mesoporoso para crear el Ni_acryl_TMA.
• Ciclo de adsorción y desorción del amoníaco, desorción programada por temperatura (TPD).
• Difracción de rayos X de polvo de sincrotrón, cálculos de DFT corregidos por vdW, espectroscopia infrarroja in situ, pruebas de avance.

Principales resultados:

• El Ni_acryl_TMA logró una alta capacidad gravimétrica (23,5 mmol g-1) y almacenamiento volumétrico (0,39 g cm-3).
• El material mantuvo la integridad estructural y la capacidad durante cinco ciclos de adsorción-desorción.
• La interacción moderada entre el grupo funcional y el amoníaco permitió una desorción energéticamente eficiente; se confirmó la captura selectiva en condiciones húmedas.

Conclusiones:

• El Ni_acryl_TMA es un material muy eficaz para el almacenamiento y la captura de amoníaco.
• Su rendimiento supera a los adsorbentes existentes en capacidad y eficiencia de regeneración.
• Este MOF ofrece una solución viable para aplicaciones prácticas de energía a base de amoníaco.