Científicos rusos de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología (NUST) MISiS han creado un nuevo material nanoporoso para el almacenamiento de gas natural. 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. El estudio fue publicado en Chemical Engineering Journal.
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. Para producir 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 gas como combustible para el transporte.
Una alternativa prometedora a la compresión es la adsorción. Los sistemas de almacenamiento de gas natural adsorbido (ANG) 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 a gas sean competitivos frente a otros combustibles. 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 la forma deseados. El material desarrollado tiene un área superficial y un volumen de poros altos, más del 80% de los cuales son microporos estrechos. El material supera a todos los adsorbentes comerciales actualmente conocidos en términos de 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 adsorbentes de metano establecidos 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 de la Universidad Técnica Estatal de Tambov.
Los autores del estudio señalan que debido a la ausencia de la necesidad de utilizar cilindros pesados para el almacenamiento y el transporte, el uso del adsorbente desarrollado reducirá significativamente el costo del gas 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 pesados les generaría un ahorro a los propietarios de automóviles. Además, nuestro sistema funciona a un nivel mucho más bajo presión, lo que significa una mayor seguridad», agregó Igor Burmistrov, líder del Departamento de Nanosistemas Funcionales y Materiales de Alta Temperatura de la NUST MISIS.
Fuente: NUST MISiS
