Preparación y caracterización de materiales carbonosos avanzados para la separación de gases y el almacenamiento de gases y energía

Resumen

La presente tesis aporta un amplio estudio sobre la síntesis, caracterización y aplicación de materiales carbonosos microporosos. El objetivo principal es la evaluación de su utilización en aplicaciones tecnológicamente avanzadas tales como tamices moleculares de carbón y para el almacenamiento de gases y energía. El estudio de la preparación de los materiales se ha centrado en el proceso de activación química, resaltando la influencia que tienen las variables de preparación relación agente activante y carbón y flujo de nitrógeno utilizado en el desarrollo de la textura porosa de los carbones activos. El uso combinado de técnicas convencionales para la caracterización de porosidad (adsorción física de gases) junto con técnicas novedosa para estos estudios (espectroscopía de aniquilación de positrones, dispersión a pequeño ángulo de neutrones y rayos X), ha aportado nuevas evidencias respecto al diferente mecanismo de activación que desarrollan el vapor de agua y el dióxido de carbono. Asimismo, el desarrollo matemático efectuado sobre los datos obtenidos con la adsorción de gases a altas presiones, confirma el uso del dióxido de carbono como un adsortivo muy apropiado para la caracterización de la microporosidad en sólidos carbonosos. El estudio llevado a cabo en el comportamiento de diferentes materiales carbonosos en el almacenamiento de metano ha permitido obtener materiales con muy buenas capacidades de almacenar y elebrar metano, y conocer cuales son los parámetros, tanto de preparación como propiedades de las muestras, que más afectan al almacenamiento de metano. Se ha desarrollado un método sencillo para preparar tamices moleculares de carbón a partir de los carbones activados químicamente. El estudio detallado de todas las variables del proceso ha permitido obtener un material carbonoso con muy buenas propiedades de tamiz molecular ante la separación de mezcla de gases de CH4 y CO2.