Überlagerte Graphene-Blätter Konnten Wasserstoff-Speicher-Punkte Lösen

Published on March 16, 2010 at 7:09 PM

der Graphene-Kohlenstoff, der in Blätter ein einzelnes starkes-jetzt Atom gebildet wird, scheint, ein viel versprechendes Grundmaterial für das Erfassen des Wasserstoffs, entsprechend neuem research* am National Institute of Standards and Technology (NIST) und an der Universität von Pennsylvanien zu sein. Die Ergebnisse schlagen vor, dass Stapel graphene Schichten Wasserstoff für Gebrauch in den Brennstoffzellen und in anderen Anwendungen möglicherweise sicher speichern konnten.

Ein Grapheneoxid Rahmen (GOF), gebildet von den Schichten graphene angeschlossen durch Bor-karboxylhaltige „Säulen.“ GOFs wie dieses fangen gerade an, als mögliches Speichermedium für Wasserstoff und andere Gase erforscht zu werden. Kredit: NIST

Graphene ist etwas eines Berühmtenmaterials in den letzten Jahren wegen seiner leitfähigen, thermischen und optischen Eigenschaften geworden, die es nützlich machen konnten in einer Reichweite der Fühler und der Halbleiterbauelemente. Das Material speichert Wasserstoff gut nicht in seiner Ausgangsmaske, nach Ansicht eines Teams von den Wissenschaftlern, die es in der NIST-Mitte für Neutron-Forschung studieren. Aber, wenn oxidierte graphene Blätter auf gegenseitig wie den Plattformen eines mehrstufigen Parkplatzes gestapelt werden, angeschlossen durch Moleküle, denen die Schichten mit gegenseitig verbinden Sie und Platz zwischen ihnen beibehalten Sie, kann der resultierende Grapheneoxid (GOF) Rahmen Wasserstoff in den größeren Mengen akkumulieren.

Angespornt, um GOFs durch die Metall-organischen Rahmen zu erstellen, die auch unter genauer Untersuchung für Wasserstoffspeicher sind, fängt das Team gerade an, Eigenschaften freizulegen der neuen Zellen'. „Sonstes niemand hat überhaupt GOFs gemacht, nach bestem Wissen“ sagt NIST-Theoretiker Taner Yildirim. „, Was wir bis jetzt gefunden haben, obwohl, anzeigt, dass GOFs mindestens hundertmal mehr Wasserstoffmoleküle, als anhalten kann gewöhnliches graphene Oxid tut. Die einfache Synthese, die niedrigen Kosten und die Nichtgiftigkeit von graphene macht dieses Material einen viel versprechenden Kandidaten für Gasspeicheranwendungen.“

Das GOFs kann 1 Prozent ihres Gewichts im Wasserstoff bei einer Temperatur von 77 Grad Kelvin beibehalten und der gewöhnliche atmosphärische Druck-rau vergleichbar mit den 1,2 Prozent, die einige gut studierte Metall-organische Rahmen anhalten können, Yildirim sagt.

Andere der nützlichen Entdeckungen des Teams möglicherweise ist das ungewöhnliche Verhältnis, das GOFs-Ausstellung zwischen Temperatur und Wasserstoffaufnahme. In den meisten Speichermaterialien je niedriger die Temperatur, desto mehr Wasserstoffausziehender wetterschacht normalerweise auftritt. Jedoch entdeckte das Team, dass GOFs ziemlich sich anders als benehmen. Obgleich ein GOF Wasserstoff absorbieren kann, lässt es beträchtliche Mengen nicht bei unterhalb 50 Kelvin ein (- 223 Grad Celsius). Außerdem gibt es keinen Wasserstoff unter dieses frei „, das Temperatur“ blockiert - vorschlagend, dass, mit weiterer Forschung, GOFs möglicherweise, um Wasserstoff zu speichern verwendet würde und ihn, wenn es erforderlich ist, eine grundlegende Anforderung freizugeben in den Brennstoffzelleanwendungen.

Etwas von dem GOFs' Fähigkeiten liegen an den verbindenen Molekülen selbst. Alle Moleküle das verwendete Team sind Benzol-boronic Säuren, die stark auf Wasserstoff eigenständig einwirken. Aber, indem Sie einige Ångström des Platzes zwischen dem graphene Schicht-entsprechend den Methodensäulen halten, halten Sie Plafond-sie erhöhen auch den Nutzflächebereich jeder Schicht und ihm mehr Stellen geben, damit der Wasserstoff ein verriegelt.

Nach Ansicht des Teams führt GOFs wahrscheinlich sogar besseres durch, sobald das Team ihre Parameter ausführlicher erforscht. „Wir werden versuchen, die Leistung des GOFs zu optimieren und andere verbindene Moleküle auch erforschen,“ sagt Jakob Burress, auch von NIST. „Wir möchten die ungewöhnliche Temperaturabhängigkeit von Absorptionskinetik erforschen nützlich wären sowie ob sie möglicherweise für das Erfassen von Treibhausgasen wie Kohlendioxyd und Giftstoffe wie Ammoniak.“

Die Forschung wird im Teil vom Energieministerium finanziert.

* J. Burress, J. Simmons, J. Ford und T.Yildirim. „Gasaufnahmeeigenschaften von Graphene-Oxidrahmen und von nanoporous Benzol-boronic sauren Polymeren.“ Zu bei der März-Sitzung der Amerikanischer Systemtest-Gesellschaft in (APS) Portland dargestellt werden, Erz., Am 18. März 2010. Eine Zusammenfassung ist bei http://meetings.aps.org/Meeting/MAR10/Event/122133 erhältlich

Last Update: 13. January 2012 03:35

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