Científicos rusos consiguen que el GNC sea más seguro y barato
Redacción.- Científicos rusos han creado un nuevo material nanoporoso para el almacenamiento de gas. El nuevo material permite una mayor absorción de gas a baja presión y temperatura ambiente, eliminando así la necesidad de cilindros pesados y de paredes gruesas. Un cilindro liviano con un nanorelleno de este tipo no explotará y puede usarse en automóviles de pasajeros. El estudio fue publicado en Chemical Engineering Journal .
El gas natural es una alternativa atractiva a la gasolina. Cuando se usa como combustible para vehículos, el metano puede ofrecer beneficios de emisiones de monóxido de carbono y óxido de nitrógeno en comparación con el combustible convencional. El metano también es más barato que la gasolina o el diesel.
Sin embargo, el uso del gas natural como combustible vehicular está asociado a una serie de desafíos tecnológicos. El metano requiere compresión a alta presión o licuefacción a baja temperatura, que son costosas y potencialmente representan un peligro grave. Para producir gas natural comprimido (GNC), el metano se presuriza en un compresor de metano. Los tanques de almacenamiento de GNC deben representar recipientes a presión y, en consecuencia, tener una geometría limitada y un peso suficientemente elevado. Todos estos factores dificultan el uso generalizado del metano como combustible para el transporte.
Una alternativa prometedora a la compresión es la adsorción. Los sistemas de almacenamiento de gas natural adsorbido operan a presiones más bajas, utilizan equipos más económicos y parecen ser la forma más segura de almacenar el metano y, en consecuencia, crean oportunidades alternativas para hacer que los vehículos de metano sean competitivos con los otros tipos de vehículos. El adsorbente es un eslabón clave en la tecnología ANG. Dependiendo de sus características, la capacidad de adsorción y la capacidad de trabajo serán diferentes.
Un equipo de investigación ruso-indio ha creado un nuevo material de carbono nanoporoso que tiene una mayor capacidad de adsorción, lo que se logró aumentando la densidad del material y manteniendo un alto volumen de microporos. Por lo tanto, una menor cantidad de adsorbente es capaz de contener una mayor cantidad de gas en sus microporos.
“La síntesis se llevó a cabo convirtiendo una mezcla de compuestos poliméricos en un material de carbono nanoporoso, seguido de su formación en bloques del tamaño y forma deseados. El material desarrollado tiene un área superficial y un volumen de poros elevados, más del 80 % de los cuales son microporos estrechos. El material desarrollado supera a todos los adsorbentes comerciales conocidos actualmente en cuanto a los valores alcanzados de la capacidad volumétrica total de acumulación de metano, que es de 336 cm3/cm3 a una presión de 100 bar. A modo de comparación, la capacidad específica volumétrica estándar de los adsorbentes de metano establecida por el Departamento de Energía de EE. UU. es de 236 336 cm3/cm3”, dijo Anastasia Memetova, profesora asociada del Departamento de Ingeniería y Tecnologías para la Producción de Nanoproductos, Universidad Técnica Estatal de Tambov.
Los autores del estudio señalan que debido a la ausencia de la necesidad de utilizar cilindros de servicio pesado para el almacenamiento y el transporte, el uso del adsorbente desarrollado reducirá significativamente el costo del metano para el usuario final y ampliará su uso como combustible para el transporte. .
“El peso de un vehículo es uno de los factores clave que afectan el consumo de combustible. Cuanto más pesado es el vehículo, más energía necesita para moverse. Por lo tanto, deshacerse de los cilindros de servicio pesado ahorraría algunos centavos a los propietarios de automóviles. Además, nuestro sistema opera a una presión mucho más baja, lo que significa una mayor seguridad”, agregó Igor Burmistrov, experto líder en el Departamento de Nanosistemas Funcionales y Materiales de Alta Temperatura, NUST MISIS.
El material de nanocarbono creado por el equipo también se puede usar para almacenar otros gases tóxicos, como el monóxido de carbono y el dióxido de carbono, así como varios óxidos de nitrógeno.
Foto: NUST MISiS
