Simulaciones de Monte Carlo-Metrópolis del almacenamiento de hidrógeno en nanoporos de carbono

Abstract

En este trabajo de fin de grado se ha implementado un programa en lenguaje C que simula el almacenamiento de Hidrógeno en materiales nanoporosos. El tipo de almacenamiento desarrollado es conocido como fisisorción de hidrógeno, es un tipo de almacenamiento On-board para el coche de hidrógeno. El material donde se ha simulado el almacenamiento de hidrógeno consiste en un poro plano-paralelo o slit poro: Dos láminas plano paralelas de grafeno, separadas una distancia d. Las moléculas de hidrógeno se encuentran entre estas láminas. La representación gráfica de este sistema se ha realizado mediante el software Xmakemol. El trabajo tiene que ver con una posible una economía basada en el hidrógeno. Dentro de este trabajo se ha realizado un breve desarrollo teórico de esta economía y se ha comparado el coche de hidrógeno con el resto de tecnologías automovilísticas: Diesel, gasolina, motor eléctrico, gas, etc. Dentro del programa se ha desarrollado un algoritmo de metrópolis para regir la evolución hacia el equilibrio del sistema, describiendo el sistema como un conjunto gran canónico, los potenciales entre moléculas y átomos han sido descritos por potenciales de Lennard-Jones. Nuestro foco de estudio ha sido la capacidad gravimétrica del sistema. Hemos visto como cambia su valor a través de magnitudes de las que depende como temperatura, presión y distancia entre las láminas de carbono, así como analizado las diferentes fases del hidrógeno que tiene el sistema: Fase comprimida y fase fisisorbida. Interpretando el origen físico con estas variables.