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CHIMICA/ Ecco i MOF: accumulano idrogeno e profumano di Nobel

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I MOF suscitano interesse per la loro area superficiale specifica eccezionalmente alta e per la loro struttura chimicamente governabile in modo relativamente semplice. Essi possono essere considerati come una struttura porosa tridimensionale, nella quale l’idrogeno si accumula per adsorbimento sulla sua superficie. Inoltre essi possiedono una capacità di accumulo-rilascio completamente reversibile, perché il meccanismo di adsorbimento è quasi esclusivamente di tipo fisico, cioè esente da barriere energetiche di attivazione dello stesso.


La capacità di stoccaggio dei MOF è limitata solo dal valore della densità dell’idrogeno in fase liquida, poiché i vantaggi consentiti possono essere conseguiti solo se l’idrogeno è in fase gassosa. La quantità di idrogeno adsorbibile sulla superficie dei MOF aumenta al diminuire della temperatura e all’aumentare della pressione del gas. Tuttavia, per l’uso in un veicolo mosso da celle a combustibile alimentate da idrogeno, si richiede che i MOF operino efficacemente a temperatura ambiente o vicina all’ambiente e a pressione tra 1 e 100 bar e il Dipartimento dell’Energia americano (DOE) ha definito obiettivi specifici, scalati nel tempo, che devono essere rispettati per l’introduzione dei MOF nell’uso pratico.


Gli obiettivi 2010 del DOE per lo stoccaggio dell’idrogeno sono: 1) capacità di almeno 45 g di idrogeno per litro; 2) tempo di ricarica non superiore a 10 min; 3) durata di almeno 1000 cicli di carico-scarico; 4) temperatura fra 30 e 5 °C. A livello di laboratorio, il più efficiente sinora si è dimostrato il MOF-177, che con un’area superficiale specifica di poco più di 4500 m2/g, permette di stoccare 32 g/litro (1,23% in peso) a 1 bar e 77 K.

 

 

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