Browsing by Author "Romero Cifuentes, Gabriel Franco"

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    Almacenamiento de hidrógeno en carbón activado obtenido de carbón mineral. Efecto de la adición de Ni y Cu como promotores metálicos.
    (Universidad de Concepción, 2023) Romero Cifuentes, Gabriel Franco; García C., Ximena; Ulloa T., Claudia
    El hidrógeno emerge como una opción altamente prometedora ante los apremiantes problemas climáticos. Sin embargo, surge una complicación central relacionada con su almacenamiento, ya que las formas convencionales presentan diversas limitaciones. Recientemente, la investigación científica se ha focalizado en el almacenamiento mediante materiales sólidos, específicamente en el carbón activado. Además, se sugiere que la introducción de metales podría ser una estrategia beneficiosa para mejorar este proceso de almacenamiento. En este contexto, se llevó a cabo un estudio para investigar cómo la adición de Ni y Cu en un carbón activado derivado de carbón mineral activado químicamente con NaOH, influye en el almacenamiento de hidrógeno. Los carbones activados fueron dopados con diferentes niveles de carga de metal: 0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,5% y 5,0% en masa. Para caracterizar los carbones preparados, se realizaron pruebas de adsorción de nitrógeno a 77 K, con el fin de determinar parámetros cruciales como el área superficial BET y el volumen de microporos. Así mismo, se efectuaron pruebas de adsorción de hidrógeno a 77 K y 1 bar. Además, se aplicaron otros análisis con el propósito de obtener información adicional. Estos incluyen análisis elemental e inmediato, TEM y un análisis teórico aplicando el modelo de adsorción de Dubinin-Astakhov [56]. Los resultados demostraron que los carbones dopados, tanto con Ni y Cu presentaron una mayor porosidad en comparación al carbón sin dopar, lo cual se traduce en una mayor área BET. La forma de las isotermas de adsorción de nitrógeno de las muestras dopadas no presentó ninguna variación respecto de los carbones base, salvo en el caso del 5 Ni-CA, las isotermas fueron de tipo I y tipo IV según los criterios de la IUPAC. Se comprobó además una relación lineal entre el área BET y el volumen de microporos. El análisis TEM proporcionó un rango de tamaño de partícula que varió entre 14-7 nm, destacando que la muestra 2,5 Cu-CA exhibió este último valor. Con respecto a la adsorción de hidrógeno, se plantea la posibilidad de que la introducción de metal tenga un impacto restringido a condiciones de 77 K y 1 bar, lo cual podría estar influenciado por taponamiento de los poros. Esto se evidencia en el hecho de que la muestra de mayor desempeño fue 1,5-Ni-CA, alcanzando un valor del 2,51 % en peso de H2, lo que representa un aumento de solo un 1,6 % en comparación con la muestra sin dopar. Finalmente se logró proyectar los datos experimentales del carbón activado a condiciones de elevadas presiones y diversas temperaturas. Como resultado, se obtuvo un valor de 8,74% en peso a 100 bar, mientras que se registró un valor de 0,69% en peso a 298 K y 100 bar.
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