Termodinámica del Almacenamiento de Hidrógeno: Estudio de Equilibrio del Sistema de Transportador de Hidrógeno Orgánico Líquido 1-Metilindol/octahidro-1-metilindol
Autores: Vostrikov, Sergey V.; Konnova, Maria E.; Turovtsev, Vladimir V.; Müller, Karsten; Bara, Jason E.; Verevkin, Sergey P.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Termodinámica del Almacenamiento de Hidrógeno: Estudio de Equilibrio del Sistema de Transportador de Hidrógeno Orgánico Líquido 1-Metilindol/octahidro-1-metilindol
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Química
Palabras clave
Indoles metilados
Almacenamiento de hidrógeno
Transportador Orgánico de Hidrógeno Líquido
Características termoquímicas
Estabilidad
Termodinámica de reacciones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Los indoles metilados podrían ser componentes potencialmente interesantes para el almacenamiento de hidrógeno basado en el enfoque de Transportador Orgánico de Hidrógeno Líquido (LOHC). Es probable que las formas metiladas preserven las características termodinámicas beneficiosas del indole en comparación con los LOHC homocíclicos. Al mismo tiempo, se espera que el 1-metil-indole tenga una mayor estabilidad que el indole en el ciclo reactivo de hidrogenación y deshidrogenación. Este estudio investiga si las expectativas sobre la termodinámica de la reacción y la estabilidad están justificadas. Para ello, se determinó experimentalmente los equilibrios químicos de las reacciones de hidrogenación (+)/deshidrogenación (-) del sistema LOHC indole/octahidroindole en un amplio rango de temperatura, presión y relación hidrógeno: materia prima. La termodinámica de la reacción se calculó a partir de la relación entre la temperatura y la constante de equilibrio. Además, se han determinado experimentalmente las entalpías de formación de las especies involucradas en la reacción utilizando calorimetría de combustión. Se ha logrado una validación adicional utilizando métodos químicos cuánticos de alto nivel. La evaluación confirma ambas hipótesis: (1) el 1-metil-indole presenta menos descomposición durante la reacción, como es el caso del sistema indole. Por lo tanto, se puede concluir una mejor estabilidad de las moléculas LOHC metiladas; (2) La entalpía de reacción para la liberación de octahidro-1-metil-indole se estima a partir de los experimentos de equilibrio y las mediciones calorimétricas en aproximadamente +55.6 kJ mol() para la reacción en fase líquida en condiciones estándar. Esto es comparable a los valores observados para el octahidro-indole.
Descripción
Los indoles metilados podrían ser componentes potencialmente interesantes para el almacenamiento de hidrógeno basado en el enfoque de Transportador Orgánico de Hidrógeno Líquido (LOHC). Es probable que las formas metiladas preserven las características termodinámicas beneficiosas del indole en comparación con los LOHC homocíclicos. Al mismo tiempo, se espera que el 1-metil-indole tenga una mayor estabilidad que el indole en el ciclo reactivo de hidrogenación y deshidrogenación. Este estudio investiga si las expectativas sobre la termodinámica de la reacción y la estabilidad están justificadas. Para ello, se determinó experimentalmente los equilibrios químicos de las reacciones de hidrogenación (+)/deshidrogenación (-) del sistema LOHC indole/octahidroindole en un amplio rango de temperatura, presión y relación hidrógeno: materia prima. La termodinámica de la reacción se calculó a partir de la relación entre la temperatura y la constante de equilibrio. Además, se han determinado experimentalmente las entalpías de formación de las especies involucradas en la reacción utilizando calorimetría de combustión. Se ha logrado una validación adicional utilizando métodos químicos cuánticos de alto nivel. La evaluación confirma ambas hipótesis: (1) el 1-metil-indole presenta menos descomposición durante la reacción, como es el caso del sistema indole. Por lo tanto, se puede concluir una mejor estabilidad de las moléculas LOHC metiladas; (2) La entalpía de reacción para la liberación de octahidro-1-metil-indole se estima a partir de los experimentos de equilibrio y las mediciones calorimétricas en aproximadamente +55.6 kJ mol() para la reacción en fase líquida en condiciones estándar. Esto es comparable a los valores observados para el octahidro-indole.