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Les Feuilles Posées de Graphene Ont Pu Résoudre des Problèmes de Mémoire d'Hydrogène

Published on March 16, 2010 at 7:09 PM

le Graphene-Carbone façonné en des feuilles un atome unique épais-maintenant semble être une matière première prometteuse pour capturer l'hydrogène, selon le research* récent au National Institute of Standards and Technology (NIST) et à l'Université de Pennsylvanie. Les découvertes suggèrent que les piles de couches de graphene pourraient potentiellement enregistrer l'hydrogène en toute sécurité pour l'usage dans des cellules à combustible et d'autres applications.

Un cadre de graphene-oxyde (GOF), constitué des couches de graphene reliées par les « piliers bore-carboxyliques. » GOFs tel que celui-ci commencent juste à être explorés comme support de stockage potentiel pour l'hydrogène et d'autres gaz. Crédit : NIST

Graphene est devenu quelque chose d'un matériau de célébrité ces dernières années dû à ses propriétés conductrices, thermiques et optiques, qui pourraient le rendre utile dans un domaine des senseurs et des dispositifs de semi-conducteur. Le matériau n'enregistre pas l'hydrogène bien sous sa grille d'origine, selon une équipe des scientifiques l'étudiant au Centre de NIST pour la Recherche de Neutron. Mais si des feuilles oxydées de graphene sont empilées placé sur une un un autre comme les paquets d'un parking multiniveaux, relié par les molécules que liez les couches à une des des autres et mettez à jour l'espace entre elles, le cadre donnant droit de graphene-oxyde (GOF) peut accumuler l'hydrogène en quantité plus grande.

Inspiré pour produire GOFs par les cadres métallo-organiques qui sont également sous l'examen minutieux pour la mémoire d'hydrogène, l'équipe commence juste propriétés à découvrir structures neuves des'. « Personne d'autre a jamais effectué GOFs, au meilleur de notre connaissance, » dit le théoricien Taner Yildirim de NIST. « Ce Que nous avons trouvé jusqu'ici, bien que, indique que GOFs peut retenir au moins cents fois plus de molécules d'hydrogène que l'oxyde normal de graphene fait. La synthèse, le coût bas et la non-toxicité faciles du graphene effectuent à ce matériau un candidat prometteur pour des applications de mémoire de gaz. »

Le GOFs peut maintenir 1 pour cent de leur grammage en hydrogène à une température de 77 degrés de Kelvin et pression-rugueux atmosphérique normale comparable aux 1,2 pour cent que quelques cadres métallo-organiques bien étudiés peuvent retenir, Yildirim dit.

Un Un Autre des découvertes potentiellement utiles de l'équipe est la relation inhabituelle qui document de GOFs entre la température et l'absorption d'hydrogène. En la plupart des matériaux de mémoire, plus la température est basse, plus la prise d'hydrogène se produit normalement. Cependant, l'équipe a découvert que GOFs se comportent très différemment. Bien Qu'un GOF puisse absorber l'hydrogène, il ne rentre pas des quantités importantes chez en-dessous de 50 Kelvin (- 223 degrés Celsius). D'ailleurs, il ne sort aucun hydrogène ci-dessous ceci « qui bloque la température » - suggérant que, avec davantage de recherche, GOFs pourrait être employé pour enregistrer l'hydrogène et pour le sortir quand il est nécessaire, une condition principale dans des applications de cellule à combustible.

Une Partie capacités de GOFs des' est due aux molécules joignantes elles-mêmes. Toutes les molécules l'équipe utilisée sont les acides benzèneboroniques qui agissent l'un sur l'autre fortement avec de l'hydrogène de leur propre chef. Mais en maintenant plusieurs angströms de l'espace entre le graphene couche-apparentés aux piliers de voie supportez plafond-ils augmentent également la surface disponible de chaque couche, lui donnant plus d'endroits pour que l'hydrogène se verrouille en circuit.

Selon l'équipe, GOFs exécutera vraisemblablement encore meilleur une fois que l'équipe explore leurs paramètres plus en détail. « Nous allons essayer d'optimiser la performance du GOFs et explorer d'autres molécules joignantes aussi bien, » dit Jacob Burress, aussi de NIST. « Nous voulons explorer la dépendance inhabituelle de la température de la cinétique d'absorption, ainsi que si elles pourraient être utiles pour capturer des gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone et des toxines comme des ammoniums. »

La recherche est financée en partie par le Département de l'Énergie.

* J. Burress, J. Simmons, J. Ford et T.Yildirim. « Propriétés d'adsorption de Gaz des graphene-oxyde-cadres et des polymères acides benzèneboroniques nanoporous. » Pour être présenté au contact de Mars de la Société d'Examen Médical Américain (APS) à Portland, l'Oregon, Le 18 mars 2010. Un résumé est disponible chez http://meetings.aps.org/Meeting/MAR10/Event/122133

Last Update: 13. January 2012 02:48

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