Cambio climático: el avance de la ‘esponja de baño’ podría impulsar automóviles más limpios

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Un nuevo material desarrollado por científicos podría dar un impulso significativo a una nueva generación de automóviles impulsados ​​por hidrógeno.

Al igual que una esponja de baño, el producto puede retener y liberar grandes cantidades de gas a menor presión y costo.

Con miles de millones de poros pequeños, un solo gramo del nuevo material a base de aluminio tiene una superficie del tamaño de un campo de fútbol.

Los autores dicen que puede almacenar el gran volumen de gas necesario para viajes prácticos sin necesidad de tanques costosos.

Las ventas de automóviles, especialmente los SUV más grandes, se han disparado en los Estados Unidos en los últimos años.

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Varios fabricantes de automóviles han presentado automóviles impulsados ​​por celdas de combustible de hidrógeno en los últimos años.

En 2017, las emisiones de CO2 de automóviles, camiones, aviones y trenes superaron a las centrales eléctricas como la mayor fuente de emisiones de gases de efecto invernadero de EE. UU.

Además de desarrollar vehículos eléctricos, se ha prestado mucha atención al hidrógeno como fuente de energía de cero emisiones para los automóviles.

El gas se usa para alimentar una celda de combustible en automóviles y camiones, y si se produce utilizando energía renovable, es un combustible mucho más ecológico.

Sin embargo, los vehículos de hidrógeno sufren algunos inconvenientes.

El gas es extremadamente ligero: en la presión atmosférica normal, para transportar 1 kg de hidrógeno que podría alimentar su automóvil durante más de 100 km, necesitaría un tanque capaz de contener alrededor de 11,000 litros.

Para evitar este problema, el gas se almacena a alta presión, alrededor de 700 bares, por lo que los automóviles pueden transportar de 4 a 5 kg de combustible y viajar hasta 500 km antes de volver a llenarlo.

Ese nivel de presión es aproximadamente 300 veces mayor que en los neumáticos de un automóvil, y requiere tanques especialmente hechos, todo lo cual se suma al costo de los vehículos.

Ahora, los investigadores creen que han desarrollado un método alternativo que permitiría el almacenamiento de grandes volúmenes de hidrógeno a una presión mucho más baja.

El equipo ha diseñado un nuevo material altamente poroso, descrito como un marco metal-orgánico.

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El hidrógeno se almacena bajo una gran presión.

El producto, con el glamoroso nombre de NU-1501, se ha construido a partir de moléculas orgánicas e iones metálicos que se autoensamblan para formar estructuras porosas altamente cristalinas.

“Es como una esponja de baño pero con cavidades muy ordenadas”, dijo el profesor Omar Farha, de la Universidad Northwestern en Evanston, EE. UU., Quien dirigió la investigación.

“Con una esponja, si derrama agua y la limpia, para reutilizarla, la exprime.

“Con este material usamos lo mismo: usamos presión para almacenar y liberar estas moléculas de gas”.

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Una pila de combustible utiliza el gas para generar electricidad.

“Por lo tanto, funciona exactamente como una esponja de baño, excepto en una forma programada muy inteligente”.

La capacidad clave del nuevo marco es que potencialmente puede almacenar hidrógeno y otros gases a presiones mucho más bajas sin necesitar un tanque enorme.

“Podemos almacenar enormes cantidades de hidrógeno y metano dentro de los poros de la estructura organometálica y entregarlos al motor del vehículo a presiones más bajas que las necesarias para el vehículo de pila de combustible actual”, dijo el profesor Farha.

Su equipo ha adquirido experiencia en el desarrollo de estos materiales adsorbentes para el Departamento de Defensa de los EE. UU., Para proteger a los soldados contra los ataques de gases nerviosos,

Los investigadores dicen que ahora hay fondos disponibles para desarrollar este tipo de material para aplicaciones de transporte.

El nuevo material ya ha superado los objetivos difíciles establecidos por el Departamento de Energía de los EE. UU. Para el almacenamiento a bordo y los sistemas de entrega de combustibles alternativos.

Pero para ir más allá, los científicos necesitarán una aceptación significativa de los fabricantes de automóviles.

los la investigación ha sido publicada en la revista Science.

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