¿Qué son los Metal-Organic Frameworks y por qué son tan importantes?.
Para responder a esta pregunta, y que nadie se pierda, he pensado en utilizar el ejemplo sencillo de un tanque de combustible.
El problema con los tanques de combustible de hoy en día, es que sólo nos resultan útiles para almacenar combustibles líquidos tales como la gasolina. Y es una pena, porque hay combustibles gaseosos como el hidrógeno o el metano que son infinitamente mejores para el medio ambiente e incluso más eficientes -energéticamente hablando-, pero como las moléculas gaseosas tienden a expandirse tan lejos como pueden, un tanque de combustible ordinario sólo permite contener una muy pequeña cantidad de estos combustibles gaseosos, por lo que en la práctica no resultan interesantes.
Para responder a esta pregunta, y que nadie se pierda, he pensado en utilizar el ejemplo sencillo de un tanque de combustible.
El problema con los tanques de combustible de hoy en día, es que sólo nos resultan útiles para almacenar combustibles líquidos tales como la gasolina. Y es una pena, porque hay combustibles gaseosos como el hidrógeno o el metano que son infinitamente mejores para el medio ambiente e incluso más eficientes -energéticamente hablando-, pero como las moléculas gaseosas tienden a expandirse tan lejos como pueden, un tanque de combustible ordinario sólo permite contener una muy pequeña cantidad de estos combustibles gaseosos, por lo que en la práctica no resultan interesantes.
Tanque de gasolina Tanque de metano
Figura 1
Sin embargo, si nos fijáramos a nivel microscópico en las paredes de un tanque de combustible lleno de metano, nos daríamos cuenta que en esa zona el metano no se expande tanto como pudiéramos prever. Eso es porque el metano, al igual que todos los gases, es atraído por las superficies (ver Figura 1).
Este hecho nos invita a sugerir una simple mejora en el diseño de nuestro tanque de combustible: extender las paredes del tanque hacia el interior para aumentar el área superficial. Con esta simple modificación logramos que la nueva superficie atraiga nuevas moléculas de metano, lo que a su vez permitirá almacenar más metano en nuestro tanque que antes (ver Figura 2).
Figura 2
Si repitiéramos esta misma modificación tantas veces como fuera posible, aumentaríamos considerablemente el área superficial y por consiguiente la cantidad total de metano almacenable en el interior de nuestro tanque de combustible (ver Figura 3).
Figura 3
Si imaginamos que el depósito de la imagen anterior tuviera un volumen total de 50 litros, con
nuestra modificación tendríamos 1 metro cuadrado de metano almacenado en su superficie.
Es cierto que la mejora propuesta no está nada mal pero la pregunta es ¿podríamos hacerlo mejor?. Y la respuesta es "sí", podemos.
Una idea igualmente simple pero más eficaz que la anterior, sería sencillamente llenar nuestro tanque de arena. Cada grano de arena añadiría una pequeña y nueva cantidad de área superficial, y dentro de nuestro tanque cabrían millones de esos granos de arena, por lo que aumentaríamos significativamente la cantidad de metano que podríamos almacenar.
Enlaces: MOF 1 MOF 2
Una idea igualmente simple pero más eficaz que la anterior, sería sencillamente llenar nuestro tanque de arena. Cada grano de arena añadiría una pequeña y nueva cantidad de área superficial, y dentro de nuestro tanque cabrían millones de esos granos de arena, por lo que aumentaríamos significativamente la cantidad de metano que podríamos almacenar.
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