Nuevo material de almacenamiento de gas esponjoso

University of Michigan , Ann Arbor y Arizona State University han desarrollado un material similar a una esponja, un nuevo marco metal-orgánico que tiene una superficie récord. Este tipo de material puede ser muy útil para muchas aplicaciones industriales como la catálisis, la separación y el almacenamiento de gas.

>Adam Matzger, profesor asociado de química en la Universidad de Michigan, dirigió el equipo y publicó su trabajo en línea en un artículo publicado el 6 de marzo en el Journal of the American Chemical Society. Matzger dijo sobre la superficie: «La superficie es una propiedad importante e intrínseca que puede afectar el comportamiento de los materiales en procesos que van desde la actividad de los catalizadores hasta la desintoxicación del agua y la purificación de los hidrocarburos».

Los investigadores trabajaron en este aspecto durante mucho tiempo. Hace unos años, el límite superior de la superficie de materiales porosos era de unos 3.000 metros cuadrados por gramo. En el año 2004, un equipo de la U-M que incluía a Matzger también desarrolló un material conocido como MOF-177 que estableció un nuevo récord. MOF-177 creó una nueva categoría de materiales llamada estructuras metal-orgánicas. Las estructuras metalorgánicas son estructuras similares a andamios que están formadas por núcleos metálicos unidos entre sí por puntales compuestos de compuestos orgánicos. Es sorprendente que sólo un gramo de MOF-177 tenga la superficie de un campo de fútbol.

Matzger compartió su punto de vista: «Ha sido difícil empujar más allá de ese punto». Pero él y su equipo siguen trabajando en la misma línea y lograron la hazaña con el nuevo material conocido como UMCM-2 (University of Michigan Crystalline Material-2). El UMCM-2 tiene una superficie récord de más de 5.000 metros cuadrados por gramo!

Para crear el UMCM-2 los investigadores emplearon una técnica llamada copolimerización de coordinación. Aplicaron la misma técnica para crear UMCM-1. El UMCM-1 estaba formado por seis estructuras microporosas similares a jaulas que rodeaban un gran canal hexagonal. Esta vez utilizaron una combinación de ingredientes ligeramente diferente y el resultado es UMCM-2. El UMCM-2 está compuesto de jaulas fundidas de varios tamaños y no tiene el canal que se encuentra en el UMCM-1. Matzger dijo sobre el nuevo material: «La nueva estructura es un poco sorprendente y muestra cómo el método de copolimerización de coordinación tiene un potencial real para el descubrimiento de nuevos materiales».

Este desarrollo puede ayudar a acelerar la producción de vehículos ultralimpios combustible propulsados por hidrógeno . Si hablamos en términos simples, podemos decir que sólo 1/30 de una onza de nanomaterial esponjoso tiene la superficie aproximada de un campo de fútbol. Este nanomaterial similar a una esponja puede cumplir con las metas de almacenamiento de hidrógeno propuestas por el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) para vehículos con celdas de combustible de hidrógeno.

Este no material esponjoso o UMCM-2 consiste en nanoclusters de óxido de zinc. Cada nanocluster de óxido de zinc tiene aproximadamente 1/50,000 del ancho de un cabello humano. Estos nanoclusters de óxido de zinc están unidos entre sí por materiales orgánicos para producir una estructura porosa robusta. ¿Ahora qué piensa Matzger sobre el futuro? Explicó, «Cada vez más atención, tanto por parte del equipo de Michigan como de la industria, se centrará en el avance de las aplicaciones en áreas como el almacenamiento de hidrógeno y la separación de grandes moléculas».

0 comentarios

Dejar un comentario

¿Quieres unirte a la conversación?
Siéntete libre de contribuir

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *