59 INVESTIGACIÓN Las membranas de grafeno se fabrican por exfoliación de hojas de grafeno sobre sustrato de óxido de silicio. Esta oblea sustrato tiene un espesor de 285 nm. El gas que atravesará los poros está presurizado a 200 kPa, so- bre la presión atmosférica, y medimos el flujo de gas permeado. Para medirlo utilizaremos un microscopio de fuerza atómica (AFM), y observamos que el flujo de gas va disminuyendo algo con el paso de las horas. Para crear los poros para separar gas hidrógeno, se usa luzUVconlongituddeondade185nmy254nm,yse logran poros de un diámetro inferior al nanómetro. Con UV se puede graduar el diámetro del poro, acorde con la selectividad molecular del gas que deseamos separar. El diámetro del poro será algo menor que la molécula de gas de mezcla que deseamos rechazar. Crear poros infe- riores al nanómetro es difícil, si tenemos en cuenta que hasta hace pocos años, los poros menores perforados tenían un diámetro de unos pocos nanómetros. La selectividad del gas Varía mucho según qué mezcla de gases. Para H2/CH4con poros subnanométricos se alcanza una selectividad de 100 millones. Para mezcla de H2/N no se consigue tanto. Con el método tradicional polímero/silicio se logra una selectividad entre 10 y mil solamente. La alta selectividad de H2/CH4 se basa en el control estricto del tamaño de poro. Los poros adaptados al H2 tienen un diámetro de 2.5 Angs, y presentan una barrera formidable (1.6 eV) al CH4, fácilmente superada por el H2 (0.22 eV). Variando el diámetro del poro se aumenta la selectividad, con un espesor de membrana de un solo átomo. La per- meabilidad del gas es inversamente proporcional al es- pesor de la capa, por ello la membrana de grafeno es la ideal. El logro actual es una selectividad muy superior a la conseguida con los métodos tradicionales de mem- branas de polímero y silicio. Con la membrana de grafeno se puede absorber el CO2 de postcombustión, la gran meta ecológica antigas invernadero, con un coste bajo. Queda atrás el reformado por vapor del metano para la producción de H2, con el problema de separar el H2 de los demás gases y ahorrar energía. Se han desarrollado varias membranas para la separación del hidrógeno: metálicas, de silicio, zeolitas y de polímero. Membranas que tienen un espesor de decenas de nanómetros hasta varios micróme- tros. Pero la permeabilidad de la membrana es inversamente proporcional a su espesor. Su eficiencia es baja. Entender el transporte molecular y atómico a través de la membrana de solo dos dimensiones, grafeno, tiene mu- chas aplicaciones: membranas de intercambio de protones en las células de combustible, separación de gases, sepa- ración del CO2 en la postcombustión, etc. Es indispensable crear el tamiz molecular en dos dimensiones. En la membrana porosa el gas puede pasar a través de ella por medio de convección, difusión de Knudsen, o ta- mizado molecular. En la separación gaseosa la permeabi- lidad depende de la difusividad, la solubilidad, y el gra- Estructura hexagonal del grafeno. tecnología