2010年3月17日
石墨烯-碳单原子厚度形成表现在似乎是一个有前途的基材为获取氢,根据最近的研究*国家标准与技术研究院(NIST)和宾夕法尼亚大学。调查结果显示成堆的石墨烯层可能安全地存储氢用于燃料电池和其他应用程序。
石墨烯氧化物框架(GOF),形成石墨烯层的连接boron-carboxylic”支柱。“gof这样刚刚开始探索作为一个潜在的存储介质的氢和其他气体。
石墨烯已成为近年来名人材料由于其导电,热学和光学性质,这可能使它有用的一系列传感器和半导体器件。氢材料不存储在其原来的形式,根据一组科学家在NIST的中子研究中心学习它。但如果氧化石墨烯薄片堆叠在彼此的甲板多层停车场,由分子连接,连接层,保持它们之间的空间,由此产生的石墨烯氧化物框架(GOF)可以积累大量氢气的。
启发的有机框架创建gof储氢也受关注,团队刚刚开始发现新结构的性质。“没有人曾经gof,我们所知,“Yildirim NIST理论家tan说。“我们发现到目前为止,不过,表明gof可以容纳至少一百倍比普通石墨烯氧化物氢分子。简单的合成、低成本和可降解的石墨烯使这种材料有前途的候选人为储气库应用程序。”
gof可以保留1%的体重在氢温度77 k和普通大气pressure-roughly相当于1.2%,一些研究有机框架可以容纳,Yildirim说。
团队的另一个潜在的有用的发现是不寻常的关系,gof展览之间温度和氢的吸收。在大多数存储材料,温度越低,越吸欧洲杯足球竞彩收氢通常发生。然而,研究小组发现gof表现得完全不同。尽管GOF能吸收氢,它并不需要大量低于50 k(-223摄氏度)。此外,它不释放任何低于这个“阻塞温度”-氢,通过进一步的研究,可能使用gof氢储存和释放它在需要时,燃料电池中的一个基本需求的应用程序。
一些gof的功能是由于连接分子本身。团队使用的分子都是benzene-boronic酸与氢的相互作用强烈。但通过保持几个埃石墨烯之间的空间layers-akin柱子支撑的方式ceiling-they也增加可用的表面积的每一层,给它更多的斑点氢抓住。
根据团队,gof可能会表现更好的一次团队探索他们的详细参数。“我们要优化gof的性能和探索其他连接分子,”雅各布布里斯说,NIST还。“我们想要探索吸收动力学的不寻常的温度依赖性,以及他们是否会用于捕获温室气体如二氧化碳和有毒物质如氨。”