Difusión y adsorción de hidrógeno en sistemas bidimensionales: un enfoque ab-initio - Astudillo Tobar, William Fabricio (2023)
En la actualidad, la demanda y la escasez de combustibles fósiles, como el petróleo, el carbón y el gas licuado, representan al menos un tercio del consumo energético mundial. Sin embargo, estos combustibles generan graves problemas ambientales, incluyendo la contaminación y el cambio climático. Por esta razón, existe un creciente interés en el desarrollo de energías alternativas renovables y respetuosas con el medio ambiente. En este contexto, el hidrógeno se ha reconocido como un combustible ideal debido a su eficiencia energética, su abundancia en la naturaleza y su menor impacto ambiental en comparación con los combustibles fósiles. Sin embargo, su comercialización tecnológica basada en hidrógeno enfrenta desafíos en las etapas de almacenamiento y suministro. Para superar estos desafíos, es necesario desarrollar materiales adecuados que cumplan con requisitos específicos, como una termodinámica favorable para los procesos de adsorción y desorción, una alta densidad de almacenamiento y una buena reversibilidad. En este estudio, se investigó la difusión de hidrógeno en sistemas bidimensionales, específicamente en el cloruro ferroso (FeCl2) y el triyoduro de cromo (CrI3), utilizando simulaciones computacionales. Las monocapas de CrI3 y FeCl2 son sistemas ferromagnéticos, con CrI3 actuando como semiconductor y FeCl2 como aislante. Se identificaron sitios de adsorción en la capa de CrI3 con una energía de adsorción moderada, mientras que la capa de FeCl2 mostró una energía de adsorción débil. La capacidad de almacenamiento de hidrógeno de la monocapa de CrI3 fue del 1.23% en peso, lo cual es prometedor y requiere investigaciones adicionales para su optimización. En conclusión, este estudio contribuye al desarrollo de soluciones para el almacenamiento y suministro de hidrógeno, en línea con la transición hacia una economía más sostenible y libre de combustibles fósiles.