Investigadores de la Universidad Nacional de Yokohama y Panasonic Corporation han presentado con éxito la estructura cristalina a largo plazo del bromuro de tetra-n-butilamonio (TBAB) Hydraat, en particular TBAB · 26H2O, un desarrollo que ha abordado un misterio que ha estado alrededor de 80 años. Este hidrato de semiclathraat es conocido por sus opciones para el almacenamiento de energía térmica, en particular en los sistemas de aire acondicionado.
Desde el primer descubrimiento en 1940, TBAB · 26H2O ha encontrado aplicaciones en varios sectores, pero la estructura cristalina permaneció indefinida. «Durante 80 años, la estructura cristalina del muy usado hidrato TBAB permaneció sin resolver», señaló Sanehiro Muromachi, un maestro universitario de la universidad. Esta ambigüedad había impedido tanto la comprensión científica como la posible optimización de este material crucial.
El avance se informó en un artículo publicado en la revista Crystal Growth & Design. Los investigadores utilizaron técnicas avanzadas de radiación sincrotrón en la instalación de Spring-8 en Japón para analizar la estructura de este hidrato. Sus hallazgos revelaron una estructura de hidrato tipo III de Jeffrey, pero se distinguen por características únicas que han contribuido a una composición cristalina más densa en comparación con hidratos comparables.
Los investigadores descubrieron que las jaulas dodecádicas de Tbab -Kation formadas por las moléculas de agua ocupadas, lo que mejora considerablemente la densidad de la junta del hidrato. Estudios anteriores habían establecido un cronograma tetragonal para TBAB · 26H2O, pero ese modelo no pudo explicar todas las propiedades observadas.
Esta nueva comprensión de la estructura del hidrato arroja luz sobre sus características de almacenamiento térmico, que son esenciales para aplicaciones prácticas en eficiencia energética. «Esta estructura explica las características de almacenamiento de calor del material y ofrece nuevos principios de diseño para materiales funcionales basados en hidratos», dijo Hironobu Machida, ingeniero jefe de Panasonic Corporation.
Investigación sobre las implicaciones de este descubrimiento, el equipo de investigación expresó las intenciones de aplicar este nuevo conocimiento estructural al desarrollo de materiales avanzados basados en agua. Existe el potencial de que estos materiales mejoren significativamente las tecnologías de eficiencia energética en diferentes sectores, incluido el aire acondicionado, la separación de gases y la recolección de carbono.
La investigación contribuye a una comprensión más amplia de los materiales funcionales basados en el agua, que utilizan las propiedades únicas del agua para facilitar los procesos industriales sostenibles. El equipo tiene la intención de extender este conocimiento estructural a otros sistemas de formación de hidratos, para liberar el camino para las innovaciones tanto en los polímeros como en la materia blanda.
Con estos hallazgos, los investigadores esperan definir nuevamente cómo se usan TBAB · 26H2O y materiales similares, de modo que finalmente se esfuerzan por el progreso que puede ayudar a reducir las emisiones de carbono y promover la sostenibilidad del medio ambiente.
