RT info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
T1 El vehículo de hidrógeno. Simulaciones de Monte Carlo-Metrópolis del almacenamiento de hidrógeno en carbon nano-onions
A1 Di Battista Serrano, Álvaro
A2 Universidad de Valladolid. Facultad de Ciencias
K1 Hidrógeno
K1 Carbon nano-onions
K1 Vehículo
AB El objetivo del presente trabajo fin de grado es el estudio y análisis del almacenamiento de hidrógeno en unos nanomateriales porosos formados por átomos de carbono, denominados “carbon nano-onions” (CNOs). Los CNOs son estructuras de fullerenos anidados. En este trabajo, se han introducido fullerenos, con radios comprendidos entre 13 Å y 22 Å, en un fullereno de 27 Å, generando diez CNOs de doble capa diferentes. La elección de los CNOs se debe al potencial que tienen como poros de carbonos activados. La capacidad del carbono de adsorber moléculas orgánicas, unida a la gran variabilidad en el número de capas y al tamaño de éstas, podría permitir optimizar estos nanomateriales para este fin de diversas maneras.El objetivo de este trabajo es el estudio del almacenamiento de hidrógeno en estos nanomateriales que podrían ser utilizados como pilas de combustible. Por ello, en primer lugar, se han revisado los pilares más importantes en los que se apoya una economía basada en el hidrógeno. En segundo lugar, se ha utilizado el método de Monte Carlo-Metrópolis, realizando simulaciones que permiten calcular las capacidades gravimétrica y volumétrica de diferentes tipos de CNOs tanto a temperatura ambiente, como a una temperatura baja, 80.15 Kelvin, variando la presión en el intervalo 0.1-20 MPa.El método de Monte Carlo-Metrópolis es una técnica basada en la generación de números aleatorios que permite dar solución a problemas como el presente con un costo computacional menor al teóricamente requerido. Las simulaciones ejecutadas se han realizado en el colectivo gran canónico, lo que significa que el volumen, la temperatura y el potencial químico permanecen constantes. El método es iterativo, y en cada iteración se prueban diferentes configuraciones del sistema CNO-H2 moviendo, añadiendo o quitando moléculas de hidrógeno, alcanzando el equilibrio.Finalmente, se han analizado y discutido los resultados obtenidos en las simulaciones, concluyendo que existen estructuras de CNOs óptimas. También, se ha estudiado el efecto de los potenciales en función de la temperatura, lo que hace que diferentes estructuras sean óptimas a bajas o a altas temperaturas. Esto ha llevado a desarrollar las condiciones y parámetros que deben tenerse en cuenta para optimizar la capacidad de almacenamiento, de cara a desarrollar e implantar estos sistemas.
YR 2020
FD 2020
LK https://uvadoc.uva.es/handle/10324/50662
UL https://uvadoc.uva.es/handle/10324/50662
LA spa
DS UVaDOC
RD 01-jun-2024