Investigadores del Centro RIKEN para la Ciencia de la Materia Emergente (CEMS) en Japón han descubierto un compuesto que usa una reacción química para almacenar amoníaco, ofreciendo potencialmente una forma más segura y fácil de almacenar este importante químico. Este descubrimiento, publicado en el Journal of the American Chemical Society el 10 de julio, hace posible no solo almacenar amoníaco de manera segura y conveniente, sino también el importante hidrógeno que se transporta. Este hallazgo debería ayudar a liderar el camino hacia una sociedad descarbonizada con una economía de hidrógeno práctica.
Para que la sociedad haga el cambio de energía basada en carbono a energía basada en hidrógeno, necesitamos una forma segura de almacenar y transportar hidrógeno, que en sí mismo es altamente combustible. Una forma de hacerlo es almacenarlo como parte de otra molécula y extraerlo según sea necesario. El amoníaco, escrito químicamente como NH3, es un buen portador de hidrógeno porque cada molécula contiene tres átomos de hidrógeno, y casi el 20 % del amoníaco es hidrógeno en peso.
Sin embargo, el problema es que el amoníaco es un gas altamente corrosivo, lo que dificulta su almacenamiento y uso. Actualmente, el amoníaco generalmente se almacena licuándolo a temperaturas muy por debajo del punto de congelación en recipientes resistentes a la presión. Los compuestos porosos también pueden almacenar amoníaco a temperatura y presión ambiente, pero la capacidad de almacenamiento es baja y el amoníaco no siempre se puede recuperar fácilmente. El nuevo estudio informa el descubrimiento de una perovskita, un material con una estructura cristalina repetitiva distintiva, que puede almacenar fácilmente amoníaco y también permite una recuperación fácil y completa a temperaturas relativamente bajas.
« Para nuestra sorpresa, el amoníaco almacenado en yoduro de plomo y etilamonio podía extraerse fácilmente calentándolo suavemente », dice Kawamoto. El compuesto de nitrógeno almacenado sufre una reacción inversa a 50 °C (122 °F) al vacío y vuelve a convertirse en amoníaco. Esta temperatura es mucho más baja que los 150 °C (302 °F) o más que se necesitan para extraer amoníaco de compuestos porosos, lo que hace que EAPbI3 sea un medio excelente para manejar gases corrosivos en un proceso simple y rentable. Además, después de volver a la estructura columnar unidimensional, la perovskita se puede reutilizar, lo que permite que el amoníaco se almacene y extraiga repetidamente. Una ventaja adicional fue que el compuesto normalmente amarillo se volvió blanco después de la reacción. Según Kawamoto, « la capacidad del compuesto para cambiar de color cuando se almacena amoníaco significa que se pueden desarrollar sensores de amoníaco basados en colores para determinar la cantidad de amoníaco almacenado ».
El nuevo método de almacenamiento tiene varios usos. A corto plazo, los investigadores han desarrollado un método seguro para almacenar amoníaco, que ya tiene múltiples usos en la sociedad, desde fertilizantes hasta productos farmacéuticos y textiles. « A largo plazo », dice el coautor Yoshihiro Ito de RIKEN CEMS, « esperamos que este método simple y eficiente pueda ser parte de la solución para lograr una sociedad descarbonizada mediante el uso de amoníaco como hidrógeno libre de carbono. transportador. »
Esta investigación ayudará a alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de 2016 establecidos por las Naciones Unidas, especialmente el Objetivo 7 : Energía limpia y asequible y el Objetivo 13 : Acción climática.