Adsorción reversible de amoníaco en el sólido cristalino de un oligofenileno cíclico funcionalizado con CO2

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• El amoníaco (NH3) es un prometedor portador de hidrógeno (H2) debido a su alta densidad de energía.
• El desarrollo de materiales estables de almacenamiento de NH3 para la liberación reversible de H2 es crucial para las aplicaciones prácticas.
• Los materiales poliméricos porosos existentes luchan contra la reactividad del NH3, lo que dificulta la absorción reversible.

Objetivo del estudio:

• Investigar el potencial del oligfenileno cíclico funcionalizado con CO2H 1a como nuevo adsorbente para el NH3.
• Para evaluar la estabilidad y la reversibilidad de los ciclos de adsorción-desorción de NH3 utilizando 1a(N cristalino.
• Evaluar la densidad de envasado de NH3 y la capacidad de almacenamiento del material desarrollado.

Principales métodos:

• Síntesis del oligofenileno cíclico funcionalizado con CO2H 1a.
• Reprecipitación selectiva para obtener un sólido cristalino microporoso 1a(N).
• Experimentos de adsorción y desorción de NH3 a temperatura y presión controladas.
• Análisis de la cristalinidad del material y de la absorción de NH3 durante múltiples ciclos.

Principales resultados:

• El cristalino 1a ((N) demostró una alta capacidad de absorción de NH3 de 8,27 mmol/g a 100 kPa y 293 K.
• El NH3 adsorbido alcanzó una densidad de embalaje de 0,533 g/cm3, aproximándose a la densidad del NH3 líquido.
• El material exhibió una robusta reversibilidad durante nueve ciclos, con una pérdida mínima de capacidad (8,27 a 8,25 mmol/g).

Conclusiones:

• El adsorbente cristalino microporoso 1a ((N) es un adsorbente estable basado en una sola molécula para el almacenamiento reversible de NH3.
• La capacidad del material para someterse a adsorción-desorción repetida sin activación por calor es una ventaja significativa.
• Este adsorbente muestra potencial para un almacenamiento y distribución de hidrógeno eficientes y fiables a través del amoníaco.