Los monolitos densificados HKUST-1 como una ruta hacia una alta capacidad de almacenamiento de hidrógeno volumétrico...

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• La economía del hidrógeno requiere soluciones de almacenamiento de hidrógeno (H2) eficientes y seguras.
• Las estructuras metal-orgánicas (MOF) ofrecen altas capacidades teóricas de almacenamiento de H2, pero carecen de formulaciones prácticas.
• La densificación de los MOF en formas utilizables sin comprometer el rendimiento es un desafío crítico.

Objetivo del estudio:

• Identificar los materiales MOF óptimos para el almacenamiento de H2 mediante el cribado de alto rendimiento.
• Sintetizar y caracterizar un MOF monolítico (monoMOF) para aplicaciones prácticas de almacenamiento de H2.
• Para evaluar el rendimiento de entrega de H2 del monoMOF densificado en un sistema de oscilación temperatura-presión.

Principales métodos:

• Selección computacional de alto rendimiento de una base de datos MOF.
• Síntesis y caracterización de un MOF monolítico optimizado.
• Pruebas de rendimiento del almacenamiento y entrega de H2 en diversas condiciones (temperatura, presión).

Principales resultados:

• El monoMOF densificado alcanza una densidad de almacenamiento de 46 g de L-1 H2 a 50 bar y 77 K.
• Entrega H2 a 41-42 g L-1 a presiones de trabajo de 25 a 50 bar.
• El sistema demuestra una reducción de la presión de entrega de hasta un 83% en comparación con el gas H2 comprimido.

Conclusiones:

• El MOF monolítico desarrollado es un avance significativo para el almacenamiento volumétrico de H2.
• Este material ofrece requisitos de presión de funcionamiento reducidos para la entrega de H2, mejorando la seguridad y la practicidad.
• Los hallazgos allanan el camino para la aplicación práctica de MOF de alta densidad en la economía del hidrógeno.