Investigadores del Center for Emergent Matter Science (CEMS) de RIKEN (Japón) han hallado una forma sencilla y asequible de almacenar amoníaco, un producto químico importante en diversas industrias.
El descubrimiento también podría ayudar a establecer una economía basada en el hidrógeno.
El amoníaco, escrito químicamente como NH3, se utiliza ampliamente en industrias que van desde la textil a la farmacéutica y es un componente importante en la fabricación de fertilizantes.
Para su uso actual, el amoníaco se almacena en recipientes resistentes a la presión tras licuarlo a temperaturas de -27 Fahrenheit (-33 grados Celsius).
Actualmente se están estudiando métodos alternativos para almacenar el amoníaco en compuestos porosos. El proceso de almacenamiento y recuperación puede realizarse a temperatura ambiente, pero la capacidad de almacenamiento de estos compuestos es limitada.
Un equipo de investigación dirigido por Masuki Kawamoto, del RIKEN CEMS, ha descubierto ahora que las perovskitas, estructuras cristalinas asociadas a la mejora de la eficiencia de conversión energética de los paneles solares, también pueden servir como un medio excelente para el almacenamiento y la recuperación de amoníaco.
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La perovskita como portadora de amoníaco
El equipo de Kawamoto descubrió que la perovskita yoduro de plomo etil amonio (EAPbI3) reacciona con el amoníaco a temperatura y presión ambiente para formar hidróxido de yoduro de plomo, o Pb(OH)I.
El yoduro de plomo etilamonio tiene una estructura columnar unidimensional pero, tras reaccionar con el amoníaco, forma una estructura en capas bidimensional.
El amoníaco es un gas muy corrosivo, pero la reacción química con la perovskita permite su almacenamiento seguro que tampoco necesita ningún equipo especial para almacenarlo.
El proceso de recuperación también es muy sencillo. En condiciones de vacío, el yoduro de plomo y amonio etílico puede calentarse a 50 grados Celsius (122 Fahrenheit) para liberar gas amoniaco.
En comparación, el amoníaco almacenado en compuestos porosos necesita temperaturas en torno a los 302 Fahrenheit (150 grados Celsius) para su recuperación.
Figura 1. Reacción reversible que permite almacenar y recuperar amoníaco con facilidad.
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Hacia una economía del hidrógeno
El descubrimiento del papel de la perovskita es muy importante, ya que también ofrece una forma de almacenar hidrógeno. Cada molécula de amoníaco contiene tres átomos de hidrógeno y empaqueta el 20% del peso de la molécula.
Por sí solo, el hidrógeno es altamente inflamable, pero el amoníaco no arde con facilidad, lo que lo convierte en un buen medio para almacenarlo hasta que se necesite.
La reacción perovskita-amoníaco es totalmente reversible, y la perovskita puede reutilizarse para almacenar amoníaco de nuevo una vez completada la recuperación.
Curiosamente, la perovskita también cambia de color a blanco cuando almacena amoníaco y vuelve a su amarillo original una vez recuperado el amoníaco. Los científicos pueden aprovechar esta característica para fabricar sensores cromáticos que determinen la cantidad de amoníaco almacenado en la perovskita.
Es probable que nuestros intentos de abandonar los combustibles fósiles resulten inútiles si no encontramos alternativas para llevar a cabo tareas como el transporte pesado y de larga distancia.
La densidad energética del hidrógeno casi triplica la de la gasolina o el diésel, pero su naturaleza inflamable conlleva un alto riesgo.
Un método sencillo y asequible que permita extraer el hidrógeno en el lugar donde se necesita, sólo en las cantidades necesarias, allanará el camino hacia una economía basada en el hidrógeno en un futuro próximo.
Noticia tomada de: Interesting Engineering / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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