Marco flexible multivariado con alta capacidad de hidrógeno utilizable en un proceso de oscilación a baja presión

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química
• Ingeniería Química

Sus antecedentes:

• Las estructuras metálicas orgánicas flexibles (MOF) ofrecen una adsorción-desorción escalonada, ideal para el almacenamiento y la entrega de gases.
• Los MOF actuales para el almacenamiento de hidrógeno requieren altas presiones o grandes fluctuaciones de temperatura debido a la débil absorción física.
• El diseño de nuevos MOF flexibles es un desafío; adaptar los marcos existentes es una estrategia más factible.

Objetivo del estudio:

• Demostrar el enfoque de enlace multivariado para ajustar el comportamiento de cambio de fase de los MOF flexibles.
• Adaptar el marco CdIF-13 para mejorar las propiedades de adsorción-desorción del hidrógeno.
• Para permitir el almacenamiento eficiente y la entrega de gases de absorción débil como el H2O.

Principales métodos:

• Incorporación solvotermal del 2-metil-5,6-difluorobenzimidazolato en el marco del CdIF-13.
• Creación de un marco multivariado: sodio-Cd (benzimidazolato) = 0,13 (proporción de 14:1).
• Medición de las isotermas de adsorción-desorción de H2 a 77 K y 87 K.

Principales resultados:

• El MOF multivariado exhibió una presión de umbral de adsorción escalonada reducida en comparación con el marco de referencia.
• A 77 K, la saturación de H2 se produjo por debajo de 50 bar con una histeresis de desorción mínima a 5 bar.
• A 87 K, la saturación se alcanzó en 90 bar, con la histeresis cerrando en 30 bar, lo que permite capacidades utilizables >1 por ciento de masa.

Conclusiones:

• El enfoque de enlace multivariado es efectivo para ajustar la flexibilidad y el comportamiento de adsorción de MOF.
• El marco CdIF-13 modificado demuestra un almacenamiento y entrega eficientes bajo condiciones suaves.
• Esta estrategia facilita la adaptación de los MOF flexibles existentes para aplicaciones prácticas en el almacenamiento de gas.