База данных применения химических эффектов
основана на ТРИЗ (теория решения изобретательских задач)

На главную страницу | О проекте | Контакты

Вы находитесь здесь: dace.ru / Новости химии / Водород в наноструктурах: контейнер изысканной конструкции.

Архивы новостей:
2008 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2009 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2010 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2011 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2012 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2013 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2014 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2015 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2016 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2017 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2018 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь

Водород в наноструктурах: контейнер изысканной конструкции.

Химики-теоретики из Chinese University Hong Kong Shatin и Fudan University Shanghai (Китай) предложили изысканную конструкцию наноконтейнера для хранения водорода. Наноконтейнер представляет собой молекулярную структуру, в которой водород может храниться при давлении ~ 1−3 ГПа. Особенность этой молекулярной структуры в том, что она может удерживать водород в сжатом состоянии даже после сброса внешнего давления, что совершенно необходимо, например, для его хранения на борту автомобиля. В основу идеи был положен ранее полученный экспериментальный факт: водород, внедренный в междоузлия кристаллической решетки льда под высоким давлением, оставался там и после снятия давления, правда, при температуре 140 градусов Кельвина (−133 градуса Цельсия).
Какую же молекулярную конструкцию предложили китайские ученые? Она состоит из трех частей. Сам наноконтейнер представляет собой одностенную углеродную нанотрубку (ОСНТ). Внутрь этой нанотрубки помещают две молекулы фуллерена (форма которых похожа на футбольные мячи), получая таким образом "гороховый стручок". Третья часть контейнера - это две "крышки" на концах нанотрубки. Под высоким давлением газообразный водород просачивается через них внутрь конструкции. Затем внешнее давление снимают, а внутреннее давление выталкивает фуллерены ("горошины") в концы трубки, где они перекрывают выход водороду, запирая его внутри. По сути, фуллерен и "крышка" образуют наноклапан. Предполагается, что такой молекулярный контейнер сможет работать и при комнатной температуре.
С помощью моделирования авторы подобрали параметры, обеспечивающие работоспособность конструкции. Оказалось, что оптимальной для контейнера является одностенная углеродная нанотрубка диаметром ~ 15 Ангстрем. Для блокировки ее концов подойдут две молекулы фуллерена С60. На концах нанотрубка закрыта полусферами фуллеренов, удалив из которых путем травления несколько атомов, можно создать условия для натекания газа внутрь. Детальные вычисления показали, что при внутреннем давлении 2,5 ГПа емкость конструкции приближается к 7,7 масс.% водорода, при этом после снятия внешнего давления молекулы водорода окажутся надежно заперты внутри.
Рассматривая возможные схемы использования таких наноструктур, китайские исследователи пришли к выводу, что для практических целей будет проще продавать уже заполненные в промышленных условиях контейнеры и ставить их на автомобиль. Тогда можно будет обойтись без водородных заправок на трассах. Конечно, возникает вопрос - а как извлекать водород? Авторы предполагают, что поможет химическая модификация молекулярного контейнера. Это, однако, предмет будущих исследований.

Источник: http://www.alhimik.ru
07.05.2008 18:32




dace.ru © 2005-2018 гг.