ENREDO DE GRAFENO EN MATRIZ MESOPOROSA: APLICACIÓN AL NANOCONFINAMIENTO DE LiBH4 PARA EL ALMACENAMIENTO DE H2

A. GASNIER; F. C. GENNARI

Villa Carlos PAz

Congreso; XX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2017

Asociación Argentina de Inv. Fisicoquímica y Química Inorgánica

Motivación: Los borohidruros de metales livianos (LiBH4, NaBH4) ofrecen altas capacidades de almacenamiento de hidrógeno pero con una reversibilidad baja y cinéticas lentas. El nanoconfinamiento en matrices porosas mejora las propiedades de sorción de estos materiales con poros de tamaño < 10 nm. Las matrices de óxidos de grafeno reducidos (rGO) no se aplicaron a esta temática en parte por las funciones oxigenadas residuales y la alta proporción de macroporos (> 50 nm); además las matrices de rGO se obtienen en hidrogeles, cuyo secado requiere técnicas especiales (liofilización, secado súper-critico). No obstante las propiedades físicas del grafeno y las numerosas vías químicas para modificarlo (funcionalización, decoración con nanopartículas) incentivan la aplicación de este material al nanoconfinamiento.Resultados: En este trabajo presentamos un método original de preparación de resina carbonosa porosa que se basa en la difusión de sus precursores en la fase acuosa de un hidrogel de rGO seguido por la reticulación y la pirólisis de la matriz. Los estudios texturales indican que la concentración de los precursores controla el tamaño de los poros, con minoridad de macroporos. Se infiltró LiBH4 por fusión a 300°C. Presentaremos el efecto del tamaño de los poros, de su relleno y de la presencia de rGO sobre las cinéticas de liberación de H2. Observaciones SEM y estudios texturales indican que la presencia de rGO tiene un efecto benéfico sobre el relleno de los poros. Se evidenció que en presencia de rGO se logró una reducción de la temperatura de liberación de H2 de aproximadamente 100°C con respecto al material ?bulk?, con 13 % de H2 liberado en el primer ciclo y 6 % en el segundo después de 5 h a 400°C bajo 65 atm H2. Se observó la ausencia de liberación de diborano.Conclusiones: Incluimos rGO en resinas mesoporosas sin perjudicar la liberación de H2; rGO aumenta el volumen de poros y mejora la mojabilidad del LiBH4. Por lo tanto, este método de síntesis permitirá estudiar el efecto de láminas de grafeno decoradas (nanopartículas metálicas) o funcionalizadas (aminas o boros) sobre las cinéticas de sorción del hidrógeno de diferentes hidruros para almacenamiento de hidrógeno.