Caracterizaciones de carbono recubierto de grafeno. Crédito: Wang et al. (Nature Energy, 2025).
El metano (CH4), uno de los gases naturales más abundantes en la Tierra, todavía se usa ampliamente para alimentar varios edificios y para alimentar algunos tipos de vehículos. A pesar de su uso generalizado, almacenar y transportar este gas de manera segura sigue siendo desafiante, ya que es altamente inflamable y requiere compresión a altas presiones de alrededor de 25 megapascales (MPA).
La mayoría de las soluciones existentes para almacenar CH4 a altas presiones dependen de equipos e infraestructura costosos, como tanques reforzados, válvulas especializadas y sistemas de seguridad avanzados. Además, el daño a este equipo o su mal funcionamiento que provoca una fuga de gas puede provocar explosiones, incendios y otros accidentes graves.
Por lo tanto, algunos investigadores han estado tratando de idear estrategias alternativas para almacenar y transportar CH4 que son más seguros y más rentables. Uno de estos métodos recientemente propuestos, conocidos como gas natural absorbido (ANG), implica el uso de materiales nanoporosos, materiales sólidos que contienen pequeños poros en los que las moléculas de gas podrían quedarse atrapadas a presiones moderadas.
A pesar de su promesa, se ha encontrado que muchos enfoques ANG no son confiables, ya que incluso los pequeños aumentos de temperatura pueden provocar la liberación de CH4 de los materiales y al entorno circundante. Esto significa que una parte del gas almacenado se pierde fácilmente, al tiempo que potencialmente causa incendios o explosiones.
Investigadores de la Universidad de Shinshu, Morgan Advanced Materials y otros institutos recientemente introdujeron una nueva estrategia prometedora para almacenar CH4, aprovechando los materiales de carbono poroso recubiertos de grafeno. Este nuevo enfoque, descrito en un artículo publicado En la naturaleza de la naturaleza, se encontró que permite el almacenamiento seguro del gas a temperaturas y presiones ambientales, al tiempo que reduce la liberación de moléculas CH4 cuando aumentan las temperaturas.
Observaciones TEM dependientes de la temperatura del carbono recubierto de grafeno a temperaturas elevadas. Crédito: Nature Energy (2025). Doi: 10.1038/s41560-025-01783-z
“El almacenamiento y el transporte de metano permanecen desafiantes ya que no se puede licuar a temperatura ambiente y, en cambio, debe almacenarse como gas comprimido a altas presiones (aproximadamente 25 MPa)”, escribió Shuwen Wang, Fernando Vallejos-Burgos y sus colegas en su artículo.
“Alternativamente, se puede almacenar dentro de materiales nanoporosos a presiones moderadas (por ejemplo, 3.5 MPa), pero este enfoque de ‘gas natural adsorbido’ puede sufrir una desorción sustancial con solo aumentos de temperatura menores. Ambos métodos, por lo tanto, requieren medidas de seguridad adicionales”.
El objetivo principal de este estudio reciente fue superar las limitaciones de las soluciones existentes para almacenar CH4, utilizando materiales por carbono recubiertos con grafeno y de carbono. Estos materiales pueden capturar las moléculas CH4 a alta presión, reteniéndolas incluso a presiones y temperaturas ambientales por debajo de 318K.
“Nuestros datos sugieren que el grafeno sirve como un bloqueo térmicamente controlable que obstruye o activa los poros para atrapar o liberar CH4, permitiendo una carga equivalente a la presión de 19.9 MPa a 298 K, y se libera al calentar a 473 K”, escribió Wang, Vallejos-Burgos y sus colegas.
Contacto de capa de grafeno estable responsable del bloqueo de poros a 298 K. Crédito: Energía de la naturaleza (2025). Doi: 10.1038/s41560-025-01783-z
“La capacidad volumétrica reversible de CH4 resultante alcanza 142 V/V, excediendo la de varios materiales de gas natural adsorbido a 3.5 MPa y 298 K al considerar la utilización del espacio del contenedor”.
Los hallazgos iniciales reunidos por Wang, Vallejos-Burgos y sus colegas destacan el potencial de su estrategia de almacenamiento de metano propuesta, lo que sugiere que podría ser más efectivo y más seguro que otros métodos utilizados actualmente. Después de que se valida en pruebas adicionales, esta estrategia recientemente introducida podría implementarse en entornos del mundo real, donde podría reducir significativamente los riesgos y dificultades asociadas con el transporte de este combustible ampliamente utilizado.
Escrito para usted por nuestro autor Ingrid Fadellieditado por Gaby Clark
y verificado y revisado por Andrew Zinin —Este artículo es el resultado de un trabajo humano cuidadoso. Confiamos en lectores como usted para mantener vivo el periodismo científico independiente. Si este informe le importa, considere un donación (especialmente mensual). Obtendrá una cuenta sin anuncios como agradecimiento.
Más información: Shuwen Wang et al, almacenamiento de presión ambiental de metano de alta densidad en carbono nanoporoso recubierto con grafeno, energía natural (2025). Dos: 10.1038/s41560-025-01783-z.
© 2025 Science X Network
Cita: El nuevo método almacena metano de alta densidad en carbono nanoporoso recubierto de grafeno (27 de junio, 27 de junio) recuperado el 27 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-method-high-densidad-methano-graphene.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con el propósito de estudio o investigación privada, no se puede reproducir ninguna parte sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona solo para fines de información.
