Síntesis de carbones activados especiales para almacenamiento de gases

Resumen

Este trabajo se centra principalmente en la preparación y caracterización de carbones activados con características de tamices moleculares de carbón, concebidos especialmente para el almacenamiento de gases, concretamente, el hidrógeno y el dióxido de carbono. La elección de estos gases se basa en el hecho de que ambos representan, hoy por hoy, dos elementos claves para el desarrollo del uso sostenible de energía en la industria química, así como para la mitigación de problemas medioambientales, cada vez más graves, tales como el cambio climático global. En este contexto, el almacenamiento de hidrógeno para su uso como fuente de energía, junto con la captura de CO2, sobre materiales de carbón mediante procesos de adsorción gas-sólido pueden contribuir de forma eficiente al amortiguamiento de los estragos causados por dicho problema. Para ello, habrá que estudiar minuciosamente la estructura porosa requerida para cada proceso y los factores claves que lo condicionan. Así, se podrá diseñar materiales óptimos que permitan alcanzar una elevada capacidad de adsorción/almacenamiento. Los resultados obtenidos confirmaron que el empaquetamiento óptimo del hidrógeno requiere la presencia de microporos con un tamaño del orden de 0,6 nm. Por lo tanto, el material de carbón óptimo para almacenar hidrógeno, en las mismas condiciones de temperatura y presión, requerirá microporos estrechos bien desarrollados, así como una distribución de tamaños de poro estrecha. Por otro lado, los resultados de la adsorción de CO2 mostraron que la captura de CO2 requiere la presencia de una microporosidad bien desarrollada, asociada con alta área superficial y alto volumen de microporos estrechos. El control de estas variables permite no sólo alcanzar una elevada capacidad de adsorción, sino también obtener una alta selectividad. En resumen, los materiales sintetizados a partir de diferentes precursores mediante varios métodos de preparación sirvieron par determinar la estructura porosa requerida para el almacenamiento de cada uno de los gases estudiados, y subrayar el rendimiento potencial así como la versatilidad de los carbones activados.