ESTUDIO TEÓRICO DE ALMACENAMIENTO DE HIDRÓGENO EN OXIDO DE GRAFITO REDUCIDO

CARLA BELÉN ROBLEDO; MARIANA ISABEL ROJAS; OSVALDO CÁMARA; EZEQUIEL PEDRO MARCOS LEIVA

Córdoba

Jornada; Jornadas de Posgrado de la Facultad de Ciencias Químicas - Univer. Nac. de Córdoba; 2013

Facultad de Ciencias Químicas - Univer. Nacional de Córdoba

La energía eólica es una fuente renovable de energía, que se puede emplear en la producción de hidrógeno por hidrólisis del agua. El hidrógeno se lo puede utilizar como combustible en vehículos, mediante el uso de celdas de combustible. La combustión del hidrógeno genera tres veces más energía que la gasolina, en un proceso altamente eficiente y limpio, ya que el único subproducto de la reacción es agua. El cuello de botella para el uso de hidrógeno como combustible vehicular es su almacenamiento de forma segura, eficiente y que permita una autonomía de más de 400 km. Los materiales carbonosos se proponen como buenos candidatos, ya que son livianos, baratos y tienen una gran área superficial, que permiten almacenar hidrógeno. Sin embargo es necesario mejorar el almacenamiento, evitando la co-absorción  de otras moléculas presentes en la fase gas, especialmente el oxígeno, que se enlaza químicamente y bloquea el material. En este trabajo se investigó, mediante estudios mecano-cuánticos, la porosidad óptima de óxido de grafito reducido (GOH),  que maximiza el almacenamiento de hidrógeno y minimice la interferencia de oxígeno. La porosidad resulta función del contenido de grupos funcionales -OH en GOH, ya que al incrementar la cantidad, aumenta la distancia interlaminar. Se estudiaron cuatro GOHs con relaciones de O/C en el rango de 0,09 ? 0,38. Se observó que el GOH de  mayor grado (0,38) reacciona espontáneamente (reacción de óxido-reducción entre grupos oxidrilos) dando lugar a la formación de agua y grupos epoxi, debido a la proximidad entre grupos funcionales. Por esto, no se recomienda altos grados de oxidación para almacenamiento de hidrógeno. Los valores de energías de absorción de estos materiales se encuentran en el rango -0,2 a -0,5 eV/molécula, que caen dentro de los valores esperados para un almacenamiento de hidrógeno eficiente. El material óptimo sería el GOH con relación O/C de 0,09, ya que posee una energía de absorción de -0,52 eV/molécula. También sucede en este material, que la energía de absorción de oxígeno es menor en valor absoluto que la del hidrógeno, favoreciendo la absorción de éste último y por lo tanto creando las condiciones adecuadas para el almacenamiento de hidrógeno sin interferencia de oxígeno.