Diamantes como subproducto de un método para producir y almacenar hidrógeno
(NC&T) Muchos investigadores están interesados en el hidrógeno como combustible para vehículos y buscan formas de producirlo de forma barata; otros buscan maneras de transportar y almacenar el hidrógeno de manera segura. El grupo de Angela D. Lueking (profesora de ingeniería energética y geoambiental en la Universidad Estatal de Pensilvania) estaba explorando un modo de almacenar el hidrógeno en materiales basados en el carbono, y de forma casual ella y sus colaboradores tropezaron con un método que combina la producción y el almacenamiento del hidrógeno, y durante el cual se originan diamantes nanocristalinos como subproducto.
Lueking y sus colegas Humberto R. Gutiérrez, Dania A Fonseca, Deepa L. Narayanan, Dirk Van Essendelft, Puja Jain, y Caroline E. B. Clifford, molieron por el método de bolas, polvo de carbón de antracita mezclado con ciclohexano. El proceso de moler mediante bolas involucra producir una suspensión al mezclar el polvo de la antracita y el ciclohexano con pequeñas bolas de acero, las cuales, al ser agitadas dentro de la cámara de molienda, golpean profusamente la mezcla de ciclohexano y partículas de carbón, lo que produce cambios físicos y químicos.
Lueking está intrigada porque, a diferencia de los experimentos con grafito, en éste con la antracita se produce gas hidrógeno a partir de la mezcla, a temperatura ambiente. O bien el hidrógeno se encuentra atrapado en el material en una fina estructura de poros, o se está formando una nueva estructura de carbono.
"Al principio pensamos que el espectrógrafo de masas estaba roto", confiesa Lueking. "Probamos con otro espectrómetro de masas y sucedió lo mismo".
Los investigadores usaron la microscopía electrónica de transmisión para investigar las pequeñas partículas con los objetivos de conocer la estructura del producto resultante del molido con bolas, y de buscar nanotubos de carbono.
Se sorprendieron al encontrar los diamantes, específicamente los de tipo Bucky, un diamante nanocristalino rodeado por capas compuestas de grafito, como una cebolla. Los diamantes son una forma natural de carbono puro, pero con una estructura molecular diferente del grafito.
Las aplicaciones de los buckydiamantes están relativamente inexploradas. Sin embargo, los diamantes nanocristalinos tienen grandes usos industriales como abrasivos y en la electrónica. Estos nanodiamantes se suelen producir haciendo explotar TNT en una fuente de carbono.
El proceso de utilizar bolas de acero para moler parece ser una forma más simple y suave de crear los nanodiamantes, sobre todo los buckydiamantes, y el equipo de Lueking espera que una vez que entiendan cómo se forman, podrán aumentar la producción en el proceso.
|
