investigadors de la UA dissenyen un sistema basat en nanotecnologia capaç de transportar metà a menor pressió i cost
Investigadors de l’Laboratori de Materials Avançats de la Universitat d’Alacant han aconseguit generar un sistema òptim i de baix cost d’emmagatzematge de metà. En concret, l’equip liderat pel catedràtic de Química Inorgànica de la Universitat d’Alacant, Joaquín Silvestre, ha utilitzat un material MOF% u2012sistema metall-orgànic molt porós% u2012 capaç de generar en les seves cavitats les condicions necessàries per replicar les estructures de gas existents al fons de la mar, on s’emmagatzemen milions de tones de gas natural confinades dins d’estructures similars a el gel.
Aquest descobriment ofereix una alternativa a l’transport de gas natural, així com als vehicles que funcionen amb gas natural com a combustible com a turismes, autobusos i vaixells. Es tracta de cristalls mil·limètrics de gel que porten dins el gas, és a dir, que l’atrapa i el manté estable.
El principal avantatge d’aquests nanomaterials, explica Silvestre, és que “permeten rebaixar la temperatura fins als dos graus centígrads i la pressió a uns 60 bars”. El gas natural per fer-ho líquid i transportar-lo en vaixell als diferents països des del seu origen ha d’estar a 162 graus sota zero i a altes pressions. En el cas contrari, en els autobusos de línia que funcionen amb gas comprimit, ho fan a 250 bars. El sistema desenvolupat en aquest treball permet salvar aquests dos impediments treballant en condicions més favorables de pressió i temperatura.
Aquesta troballa, publicat a la prestigiosa revista científica Journal of the American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc. O JACS), ha comptat amb la col·laboració d’investigadors de la Universitat King Abdullah (KAUST) de l’Aràbia Saudita, la Universitat Politècnica Mohammed VI del Marroc, el Laboratori Nacional d’Oak Ridge als EUA, i l’accelerador de radiació de sincrotró ALBA de Barcelona.
antecedents
Els materials MOFs es van desenvolupar per primera vegada a mitjans dels anys 90 i, fins ara, han demostrat resultats molt prometedors en àrees tan diverses com la captura de CO2, emmagatzematge de metà, purificació d’aigua, sensors, biomedicina, entre d’altres.
Més recentment, estudis dirigits per investigadors de l’Aràbia Saudita han permès sintetitzar nous materials MOFs amb una extraordinària capacitat d’adsorbir aigua (fins a 200 vegades el seu pes). “Aquests materials hidroestables han estat proposats com a sistemes capaços de capturar aigua de l’ambient en zones àrides, per exemple, durant les nits humides en zones costaneres de la Mediterrània, per després convertir-la en aigua líquida neta i bevible durant el dia”, explica Joaquín Silvestre.
En aquest sentit, explica l’investigador de la UA, “quan vaig descobrir que els meus companys de l’Aràbia Saudita i el Marroc havien dissenyat unes estructures perfectes, capaços d’emmagatzemar aquesta quantitat d’aigua en les seves cavitats els vaig demanar mostres. Em van enviar dos tipus de materials: un amb un buit molt petit i un altre una mica més gran. Vam comprovar que amb el que és massa petit el metà no és capaç de formar el cristall, però amb l’altre una mica més gran si “.
Amb aquests antecedents, l’estudi liderat per la Universitat d’Alacant ha permès aprofitar aquesta gran quantitat d’aigua adsorbida en les cavitats d’aquests nanomaterials MOFs per generar sistemes òptims d’emmagatzematge de metà. Segons l’expert de la UA, “mimetitzant la natura, aquests materials MOFs han estat utilitzats com nanoreactors per afavorir el creixement de cristalls aïllats d’hidrats de metà, de tal manera que cada cavitat de l’estructura matriu alberg un vidre únic de gas hidratat” .
Gràcies a aquesta aproximació, l’estudi liderat per la UA ha permès incrementar la capacitat d’emmagatzematge de metà en aquests materials en més de l’50% enfront de el mateix sistema en base seca i, el més important, amb un rang de pressió de càrrega i descàrrega molt petit. Així mateix, el rang de pressió de càrrega i descàrrega és molt petit. Aquesta característica permet introduir el gas en un contenidor a menor pressió i alliberar-baixant aquesta pressió.
Amb aquesta baixada, unida al fet que es manté estable a una temperatura de 2 graus, que és senzilla d’aconseguir, s’abarateixen els costos. A més, afegeix el catedràtic de la UA, “en el cas dels vehicles que funcionen amb gas natural avui dia necessiten un compressor molt potent i car, que només poden permetre algunes gasolineres, però a l’reduir la pressió a 60 bars per al seu emmagatzematge n’hi hauria prou amb un compressor domèstic. Ja tenim gas natural a les cases, així que es podria carregar el cotxe al garatge “, sosté.
Informació i Foto: Universitat Alacant