Fibras de carbón y carbones activadoscaracterización y aplicaciones en separación y almacenamiento de gases

Resumen

En este trabajo de Tesis se han caracterizado fibras de carbón, fibras de carbón activadas y carbones activados, y se ha estudiado su aplicación como tamices moleculares de carbón para la separación de CO2 y CH4 y como absorbentes en el almacenamiento de gases como metano e hidrógeno. Para la caracterización de este tipo de materiales microporosos se han realizado estudios de absorción de gases a presiones subatmosféricas (N2 a 77K y CO2 a 273K) y apresiones elevadas de hasta 3,5 Mpa (CO2 a 273K). La caracterización se ha completado con un estudio mediantes dispersión de Rayos X a ángulo pequeño (SAXS) y la comparación de los resultados obtenidos mediante ambas técnicas. Se ha confirmado la utilidad de la absorción de CO2 a 273K para caracterizar todo el rango de microporosidad si se emplean presiones suficientemente elevadas. La aplicación en separación de CO2 y CH4 de fibras de carbón y fibras de carbón activadas, ha sido estudiada mediante las cinéticas de absorción de estos gases a diferentes presiones y temperaturas, obteniéndose que las fibras de carbón presentan propiedades de tamiz molecular similares a las de los mejores tamices moleculares de carbón comrcializados para esta separación. El almacenamiento de metano ha sido estudiado utilizando sistemas de alta presión, encontrándose una buena relación entre las cantidades de metano absorbido y el volumen de microporos p resentan cantidades de metano almacenado útiles para poder ser utilizados como absorbentes para esta aplicación desde un punto de vista comercial. La absorciónd e hidrógeno en fibras de carbón y fibras activadas también presenta una buena relación con el volumen de microporos, observándose la existencia de un tamaño de poro óptimo para el almacenamiento de este ga s lo que cnfirma un estudio teórico realizado con anterioridad.