El vehículo de hidrógeno. Almacenamiento de hidrógeno en polímeros de microporosidad intrínseca (PIMs)

Abstract

El cambio climático se presenta como uno de los grandes retos en la actualidad de la humanidad, cobrando importancia el desarrollo de alternativas sostenibles que no conlleven emisiones de gases de efecto invernadero. El sector del transporte supone casi un 70% del consumo de combustibles fósiles. Una posible solución es la utilización del hidrógeno como alternativa sostenible al empleo de combustibles fósiles, disminuyendo las emisiones de gases. Para que se difunda el uso del hidrógeno como alternativa sin emisiones, será necesaria la creación de un mercado que permita conseguir una disminución de los costes de suministro, y alcanzar la competitividad frente a otras alternativas. El presente Trabajo Fin de Grado (TFG) se centra en el vehículo de hidrógeno y los principales tipos de almacenamiento de hidrógeno, destacando la posible implementación de materiales nanoporosos como futuras pilas de combustible. El almacenamiento de hidrógeno en sólidos mediante fisisorción es un tema de gran interés en la actualidad. El objetivo es buscar compuestos constituidos elementos ligeros, que tengan una gran cantidad de volumen libre en su interior y presenten una gran estabilidad térmica y homogeneidad. En este contexto, en este TFG se estudia el almacenamiento de hidrógeno en polímeros de microporosidad intrínseca (PIMs), una clase de sólidos microporosos amorfos constituidos por materiales orgánicos, que poseen una microporosidad intrínseca debida a la existencia de poros interconectados de diámetro menor o igual a 2 nm.

Climate change is one of the greatest challenges facing humanity today, and the development of sustainable alternatives that do not involve greenhouse gas emissions is becoming increasingly important. The transport sector accounts for almost 70% of fossil fuel consumption. One possible solution is the use of hydrogen as a sustainable alternative to the use of fossil fuels, reducing gas emissions. In order for the use of hydrogen to become widespread as an emission-free alternative, it will be necessary to create a market that will enable a reduction in supply costs and achieve competitiveness compared to other alternatives. This Final Degree Project (TFG) focuses on the hydrogen vehicle and the main types of hydrogen storage, highlighting the possible implementation of nanoporous materials as future fuel cells. The storage of hydrogen in solids by physisorption is a topic of great interest at present. The aim is to search for compounds consisting of light elements, which have a large amount of free volume in their interior and present high thermal stability and homogeneity. In this context, this TFG studies hydrogen storage in intrinsic microporous polymers (IMPs), a class of amorphous microporous solids made of organic materials, which have an intrinsic microporosity due to the existence of interconnected pores of diameter less than or equal to 2 nm.