Materiales mesoporosos modificados con niquel como potenciales adsorbentes de hidrógeno?

P.M. CARRARO; G.O. FERRERO; G.A. EIMER; M.I. OLIVA

Concepción

Congreso; 15 Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales; 2015

Departamento de Ingeniería de los materiales, UdeC Chile

En las últimas décadas el descenso generalizado de las reservas naturales decombustibles fósiles, junto con el impacto ambiental causado por su producción yconsumo, han obligado a la búsqueda nuevas fuentes de energía más limpias y duraderas.En ese contexto el hidrógeno está considerado como una de las mejores alternativas, al serun recurso energético ideal, gracias a la gran disponibilidad y a que es un combustibletotalmente inocuo para el medio ambiente. Sin embargo, existen numerosos problemasrelacionados con su obtención, manejo y almacenamiento, siendo esto último, lo más difícilde resolver. Los materiales porosos con elevada área superficial son actualmente estudiadoscomo una alternativa de almacenamiento de hidrógeno, que permiten almacenar grandescantidades a bajas presiones y temperatura ambiente, para automóviles que empleentecnologías de celdas de combustibles [1?3]. Por lo tanto, los materiales silíceosmesoporosos tipo MCM-41 y SBA-15, son actualmente estudiados como una alternativa dealmacenamiento de hidrógeno. Uno de los objetivos clave es encontrar un metal y lacantidad adecuada para modificar el material puro y evaluar la relación entre las especiesmetálicas obtenidas y el soporte, que permita mejorar su capacidad de adsorción dehidrógeno [4,5].Los tamices moleculares MCM-41 y SBA-15 fueron preparados por dos métodos desíntesis: 1) por el método sol-gel y luego modificados con níquel por el método deimpregnación húmeda; y 2) por síntesis hidrotérmica. Se utilizó nitrato de níquelNi(NO3)2.6H2O como fuente de metal. Los materiales obtenidos fueron caracterizados pordiversas técnicas incluyendo difracción de rayos X (DRX) a bajo y alto ángulo, medidas deárea específica, ICP, microscopia de transmisión electrónica (TEM), microscopiaelectrónica de barrido (SEM), espectroscopia UV-vis de reflectancia difusa (UV-vis DR) yadsorción de piridina junto a la adsorción de FT-IR.Se observó en los patrones de DRX que las muestras presentan un ordenamientoestructural característico de materiales mesoporos MCM-41 y SBA-15. También se corroboró por TEM la regularidad estructural de ambos materiales. Por espectroscopia UVVisse infirió en la presencia de distintas especies de Ni. La quimisorción de piridinaseguido de estudios de IR se utilizó para detectar la presencia y la naturaleza de los sitiosácidos. Se discute la influencia del método de síntesis, propiedades estructurales, texturalesy ácidas de los materiales estudiados, con el objetivo de mejorar su estructura para elalmacenamiento de hidrógeno.