Adsorción de hidrógeno en materiales MOF: Estrategias para la inclusión de centros de adsorción preferente

Abstract

El trabajo que se presenta en esta memoria forma parte de la línea de investigación desarrollada en los laboratorios de la Universidad Rey Juan Carlos, dentro del Grupo de Ingeniería Química y Ambiental, en el campo de la adsorción en materiales avanzados. Dicho trabajo se centró en el estudio de estrategias para mejorar la adsorción física de hidrógeno en materiales porosos híbridos metalorgánicos, tipo MOF (del inglés "Metal-Organic Framework"). El objetivo último es contribuir al desarrollo de técnicas eficientes de almacenamiento de hidrógeno. El hidrógeno es un potencial candidato para sustituir a los combustibles fósiles en la obtención de energía, particularmente en el transporte por carretera, altamente dependiente de los combustibles derivados el petróleo. De este modo, podría servir de vector energético capaz de almacenar y transportar el excedente de electricidad procedente de las fuentes de energía renovables, y por lo tanto contribuir al desarrollo de un sistema de obtención de energía más limpio y sostenible. Sin embargo, aún existen limitaciones que impiden integrar al hidrógeno en un mercado energético basado en la producción bajo demanda, como son su producción sostenible, su transporte, la infraestructura asociada y, posiblemente una de las más difíciles de solucionar, la falta de métodos eficientes para lograr su almacenamiento en condiciones de presión y temperatura adecuadas. La dificultad en el almacenamiento de hidrógeno a gran escala radica en que este compuesto, a pesar de tener la máxima densidad energética másica entre los combustibles conocidos, una reducida densidad volumétrica de energía. Así, es necesario el empleo de temperaturas criogénicas y presiones considerables para que la densidad de almacenamiento sea aceptable, y aun así no se alcanzan las condiciones deseables que puedan dar por resuelto el problema del almacenamiento del hidrógeno...