Reconocimiento 4.0 InternacionalOrozco Alvarado, Gustavo AdolfoSalas Guerrero, Luis Felipe2024-04-022024-04-022024https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/85839ilustraciones, diagramasEl hidrógeno puede desempeñar un papel significativo en la transición energética, ya que transporta una gran cantidad de energía por unidad de masa y puede producirse utilizando energías renovables. Por lo tanto, puede utilizarse como combustible de bajo carbono para el transporte y la movilidad. Sin embargo, un cuello de botella clave para la implementación masiva del hidrógeno como vector energético es su almacenamiento. Una solución potencial es el desarrollo de materiales adsorbentes para nuevos sistemas de almacenamiento. En particular, el grafeno de pocas capas (FLG) es un candidato para funcionar como base para nuevos materiales adsorbentes. En este trabajo, se explora el efecto de las características morfológicas y la funcionalización de este material con litio y calcio en la adsorción de hidrógeno mediante simulación molecular. La investigación permite obtener información sobre los fenómenos de adsorción. Los resultados de este trabajo proporcionan un análisis sistemático utilizando simulaciones de Monte Carlo Gran Canónico (GCMC). Se demuestra que el modelo puede predecir adecuadamente las isotermas experimentales y se desarrolla un modelo fácil de aplicar para predecir la morfología característica a partir de las isotermas de hidrógeno. También se muestra que existe un efecto no lineal y sinérgico entre el tamaño característico de los poros del material y el nivel de funcionalización con átomos metálicos. La cobertura metálica puede aumentar la adsorción hasta cuatro veces en comparación con el material no funcionalizado, y el efecto es mayor a bajas presiones. Finalmente, se concluye que el material funcionalizado puede alcanzar y superar el objetivo de 65 mg/g a 100 bar y 77 K, lo que muestra aplicaciones potenciales para el almacenamiento de hidrógeno a temperaturas más altas que el punto de condensación y presiones moderadas. (Texto tomado de la fuente).Hydrogen can play a significant role in the energy transition due to its ability to transport a large amount of energy per unit of mass and its potential to be produced using renewable energies. Consequently, it can be used as a low-carbon fuel for transportation. However, a key bottleneck to the widespread implementation of hydrogen as an energy vector is its storage. A potential solution lies in the development of adsorbent materials for new storage systems. Specifically, Few Layers Graphene (FLG) is considered a candidate to serve as a template for adsorptive materials. In this study, the effects of the morphological characteristics and functionalization of FLG with lithium and calcium on hydrogen adsorption are explored using molecular simulation. This investigation provides insights into the adsorption phenomena. The results of this study offer a systematic analysis using Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) simulations. It is demonstrated that the model can accurately predict experimental isotherms, and an easy-to-apply model is developed to predict the characteristic morphology from hydrogen isotherms. Additionally, a non-linear and synergistic effect is observed between the characteristic pore size of the material and the level of functionalization with metallic atoms. The metallic coverage can increase adsorption up to four times compared to the non-functionalized material, with the most significant effect observed at low pressures. Hence, the functionalized material can achieve and surpass the target of 65 mg/g at 100 bar and 77 K, indicating potential applications for hydrogen storage at temperatures higher than the boiling point and moderate pressures.x, 74 páginasapplication/pdfenghttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/660 - Ingeniería química::666 - Cerámica y tecnologías afinesTrabajo de grado - MaestríaUniversidad Nacional de ColombiaRepositorio Institucional Universidad Nacional de Colombiahttps://repositorio.unal.edu.co/info:eu-repo/semantics/openAccessAdsorciónAdsorptionGrafenoGrapheneAlmacenamiento de hidrógenoHydrogen storageMonte Carlo Gran CanónicoGrand Canonical Monte CarloQuímica experimentalExperimental chemistryQuímica inorgánicaInorganic chemistryTecnología de materialesMaterials engineering