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Las nanopartículas de paladio, el método más efectivo y barato de almacenar hidrógeno

Nanoclúster de paladio

El hidrógeno es, posiblemente, el elemento más importante para la renovación tecnológica basada en las energías renovables. Hasta tal punto es así, que a este nuevo modelo energético ya se le conoce como la economía del hidrógeno. Sin embargo, las investigaciones han puesto de relieve que una de las principales complicaciones son las formas de almacenamiento del hidrógeno, para lo que era necesario alcanzar bajas temperaturas y muy altas presiones. Una reciente investigación en Alemania ha revelado que el paladio puede ser clave un encontrar una fórmula simple y relativamente asequible de almacenar este gas.

Un equipo de científicos alemanes ha desarrollado un nuevo método de almacenamiento de hidrógeno que se basa en nanoestructuras formadas por partículas microscópicas de paladio.

El sistema es mucho más sencillo y barato que los conocidos hasta ahora, que consistían en enfriar el gas a temperaturas muy bajas y someterlo a altas presiones.

Los científicos del Sincrotrón Alemán de Partículas (DESY, por sus siglas germanas), han descubierto la forma de almacenar hidrógeno en estructuras de nanopartículas de paladio, similares a los bombones de una caja, utilizando también iridio, otro metal precioso.

Estructura de nanoclústeres de paladio sobre una capa de grafeno

La capacidad del paladio de almacenar hidrógeno en su interior, como si fuera una esponja, ya era conocida con anterioridad. Sin embargo, hasta ahora era un problema el tratar de extraer de nuevo ese gas de las estructuras de paladio.

Por eso, los investigadores comenzaron por reducir al mínimo el paladio utilizado, en forma de partículas de apenas un nanómetro (la millonésima parte del milímetro).

Estas partículas de paladio forman estructuras especiales que se han comparado con la de los bombones de chocolate: así, las nanopartículas de paladio adoptan la forma de bombones y contienen un corazón de iridio, otro metal precioso, que le confiere la estabilidad necesaria.

En la parte exterior, una capa de paladio reviste el núcleo de iridio. Los ‘bombones’ tan solo miden 1,2 nanómetros y se encuentran fijados a una estructura de grafeno, con intervalos de solo 2 nanómetros entre ellos.

Utilizando una fuente de rayos X, los investigadores han podido descubrir cómo las moléculas de hidrógeno se fijan a las partículas de paladio y cómo vuelven a liberarse.

Esto les ha permitido descubrir que el hidrógeno solo se fija a la superficie del paladio y puede separarse de éste con un ligero aumento de la temperatura.

Hasta ahora, los métodos convencionales de extraer hidrógeno requieren que el gas sea licuado o que se mantenga en depósitos con una presión superior a los 700 bares. Esto equivale a mantenerlo a una temperatura de -253ºC.

Sin embargo, la propuesta de los investigadores del DESY precisa mucha menos energía. De momento, están realizando experimentos para aumentar la superficie de nanopartículas de paladio y la cantidad de éstas, para lo cual han probado a utilizar esponjas de carbono.

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