Layered Graphene Sheet Puwede Solve Isyu ng hydrogen Imbakan

Published on March 16, 2010 at 7:09 PM

Graphene-carbon na nabuo sa mga sheet sa isang solong atom makapal na ngayon ay lumilitaw na ang isang promising materyal na base para sa pagkuha ng hydrogen, ayon sa kamakailang pananaliksik * sa Pambansang Institute ng mga Pamantayan at Teknolohiya (NIST ) at ang University ng Pennsylvania. Ang mga natuklasan iminumungkahi mga stack ng mga graphene layer ay maaaring potensyal na tindahan ng hydrogen ligtas para sa paggamit sa mga cell ng gasolina at iba pang mga application.

A graphene-oksido framework (GOF), na nabuo ng mga layer ng graphene na konektado sa pamamagitan ng boron-carboxylic "pillars." GOFs tulad ng isang ito ay lamang simula na ginalugad bilang isang potensyal na daluyan na imbakan para sa hydrogen at iba pang mga gas. Pinasasalamatan: NIST

Graphene ay naging isang bagay ng isang tanyag na tao ng materyal sa mga nakaraang taon dahil sa sa kondaktibo, thermal at optical na mga katangian, na maaaring gawin itong kapaki-pakinabang sa isang hanay ng mga sensors at mga aparato ng semiconductor. Ang materyal ay hindi store hydrogen na rin sa kanyang orihinal na form, ayon sa isang koponan ng mga siyentipiko na pag-aaral ito sa NIST Center para sa neutron Research. Ngunit kung ang oxidized graphene sheet ay isinalansan sa nasa ibabaw ng isa tulad ng deck ng isang multilevel na paradahan, na konektado sa pamamagitan ng molecule na link parehong mga layer sa isa't isa at mapanatili ang space sa pagitan nila, ang nagreresulta graphene-oksido framework (GOF) ay maaaring makaipon ng hydrogen sa mas dami.

Inspirasyon upang lumikha ng mga GOFs ng ang metal-organic na mga frameworks na rin sa ilalim ng masusing pagsisiyasat para sa imbakan ng hydrogen, ang koponan ay simula upang alisan ng takip ang mga katangian ng ang bagong kaayusan '. "Walang ibang ay kailanman ginawa GOFs, sa abot ng aming kaalaman," sabi ni NIST teoriko Taner Yildirim. "Ano ang nakita namin ngayon, bagaman, ay nagpapahiwatig GOFs ay maaaring magkaroon ng hindi bababa sa isang daang beses na mas molecule ng hydrogen kaysa sa ordinaryong graphene oksido ay. Ang madaling pagbubuo, mababang gastos at di-toxicity ng graphene gumawa ng materyal na ito ng isang promising kandidato para sa mga aplikasyon ng imbakan ng gas. "

Ang mga GOFs maaaring panatilihin ang 1 porsiyento ng kanilang timbang sa hydrogen sa isang temperatura ng 77 degrees Kelvin at ordinaryong atmospera na presyon-halos maihahambing ang 1.2 porsyento na maaaring magkaroon ng ang ilang mga linay metal-organic na mga frameworks, sabi ng Yildirim.

Isa pang ng pangkat ng potensyal na kapaki-pakinabang tuklas ang hindi pangkaraniwang relasyon na GOFs eksibisyon sa pagitan ng temperatura at pagsipsip ng hydrogen. Sa karamihan sa mga materyales imbakan, mas mababa ang temperatura, mas katalinuhan hydrogen sa normal na nangyayari. Gayunpaman, ang koponan ay natuklasan na ang mga GOFs kumilos medyo naiiba. Kahit isang GOF maaari sumipsip ng hydrogen, ito ay hindi tumagal sa makabuluhang halaga sa ibaba 50 Kelvin (-223 degrees Celsius). Bukod dito, ito ay hindi release anumang hydrogen sa ibaba ito "pagharang temperatura"-nagmumungkahi na, na may karagdagang pananaliksik, GOFs maaaring gamitin parehong-imbak ng hydrogen at upang palabasin ito kapag ito ay kinakailangan, ang isang pangunahing kinakailangan sa mga aplikasyon ng cell ng gasolina.

Ang ilan sa ang mga GOFs 'kakayahan ay dahil sa ang pag-uugnay molecule kanilang sarili. Ang mga molecule na koponan ginamit na ang lahat ng bensina-boronic acids na makipag-ugnayan Mahigpit sa hydrogen sa kanilang sariling mga karapatan. Ngunit sa pamamagitan ng pagsunod ng ilang mga angstroms ng puwang sa pagitan ng mga graphene layer-kamag-anak sa paraan na pillars hold up ng isang kisame-din sila dagdagan ang mga magagamit na lugar sa ibabaw ng bawat layer, na nagbibigay ito ng mas maraming mga spot para sa hydrogen sa aldaba sa.

Ayon sa koponan, GOFs ay malamang na gumanap mas mahusay na kapag ang koponan ng explores ang kanilang mga parameter sa karagdagang detalye. "Kami ay pagpunta sa subukang i-optimize ang pagganap ng GOFs at galugarin ang iba pang mga pag-uugnay molecule pati na rin," sabi ni Jacob Burress, din ng NIST. "Gusto naming galugarin ang hindi pangkaraniwang temperatura ng pagpapakandili ng kinetika pagsipsip, pati na rin kung sila ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa pagkuha ng mga greenhouse gas tulad ng carbon dioxide at toxins tulad ng amonya."

Ang pananaliksik ay pinondohan sa bahagi ng Kagawaran ng Enerhiya.

* J. Burress, J. Simmons, J. Ford at T. Yildirim. "Gas adsorption katangian ng graphene-oksido-frameworks at nanoporous bensina-boronic acid polymers." Upang iharap sa Marso pulong ng Amerikano Physical Society (APS) sa Portland, Ore., Marso 18, 2010. Abstract May ay magagamit sa http://meetings.aps.org/Meeting/MAR10/Event/122133

Last Update: 5. October 2011 03:09

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit