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INCAR - CSIC

Preparación de materiales de carbono con características especiales para su utilización como supercondensador para almacenamiento de energía o como material para almacenamiento de hidrógeno.

- Experimentos

 

PRIMER EXPERIMENTO:

Preparación de materiales de carbono con características especiales para su utilización como supercondensador para almacenamiento de energía o como material para almacenamiento de hidrógeno.

En este video el Profesor Antonio Benito Fuertes ilustra con un ejemplo cómo se desarrolla el trabajo en su laboratorio del INCAR. Concretamente se describe la preparación de un material de carbono con una elevada superficie interna (de hasta 3000 m2/g), el cual tiene la particularidad de poseer un elevado contenido en azufre lo que resulta de interés de cara a ciertas aplicaciones.

En este experimento se pretende producir un material de carbono con alta porosidad. Los materiales de carbono con elevada porosidad presentan mejores propiedades para su utilización en diversas aplicaciones como procesos de descontaminación (eliminación de gases tóxicos y de contaminantes líquidos) o como catalizadores y soportes de catalizadores en diversas reacciones químicas entre otras aplicaciones.

 EXPERIMENTO:

Para fabricar un carbono con alta porosidad necesitamos un precursor de carbono, es decir, algo que se pueda convertir en carbono mediante un procedimiento térmico. En este experimento utilizamos politiofeno. Se escoge este precursor porque tiene un contenido en azufre elevado y queremos obtener materiales de carbono que también tengan un contenido de azufre alto.

Etapa 1: Síntesis de politiofeno

El politiofeno lo preparamos mediante una reacción química de polimerización a partir de metanol-tiofeno, utilizando cloruro de hierro (III) como oxidante, todo ello disuelto en acetonitrilo.

Etapa 2: Síntesis del carbono poroso

Para favorecer la creación de la porosidad el politiofeno se hace reaccionar con hidróxido de potasio (KOH) mediante una reacción que se denomina activación química.

¿Qué etapas son necesarias para que ocurra la reacción química?

  1. Mezclamos el politiofeno con el hidróxido de potasio. Se muelen juntos en un mortero.
  2. La mezcla obtenida se introduce en un reactor y se calienta hasta 600-800ºC en atmósfera inerte (nitrógeno).
  3. El sólido que obtenemos se lava con ácido clorhídrico diluido (HCl) para eliminar totalmente los residuos inorgánicos (procedentes del KOH) mezclados con el carbono.
  4. Finalmente el sólido se lava con abundante agua destilada y se seca a 120ºC durante varias horas.

Después de este procedimiento obtenemos un material de carbono que tiene una elevada porosidad y un alto contenido en azufre (>5 %).

Posibles Aplicaciones: Un material de estas características será idóneo para adsorber compuestos de mercurio en medio acuoso, que son muy contaminantes o como soporte de catalizadores de platino, que son muy útiles para muchas reacciones químicas.

¿Para qué lo vamos a utilizar nosotros?

En nuestro caso nos planteamos explorar su empleo en supercondensadores para almacenar energía o como material para el almacenamiento de hidrógeno. Estas dos aplicaciones son muy importantes puesto que es necesario desarrollar sistemas de almacenamiento más eficientes para mejorar la utilización de los recursos energéticos disponibles.

9 comentarios

Jose-INCAR -

Gracias por todos vuestros comentarios chicos. Pero animaros también a preguntar cualquier duda que os surja de este y de los próximos vídeos que vayamos subiendo o de las visitas que hagáis al INCAR.
Un saludo

Jose Manuel -

Chicos haceis un trabajo fantástico, gracias por la visita del jueves.

Juan L. -

Este experimento es muy interesante y esta muy bien explicado . La visita del jueves fue muy entretenida

diego -

Un experimento interesante, estuve con mi clase el jueves y me parecio una visita muy amena y entretenida en la que aprendi muchas cosas del carbon.

javier -

may inetresante el experimento asi como la visita en la que aprendi mucha cosas del carbon

Hector -

Pues lo dicho un experimento interesante y una visita entretenida

Teresa-INCAR -

Hola chicos, muchas gracias por los comentarios. Ahora también podéis seguirnos en twitter
Un saludo

dominicas -

Este experimento me parece muy interesante

David -

Interesante experimento. Estuve el jueves pasado allí y la visita también estuvo bien, no sabía que el carbón y derivados diesen para tanto. ¡Seguir así!