ذخيره بهتر هيدروژن در نانولولههاي دو
جداره نسبت به تك جدارهها
تمايل براي بهبود خواص مواد ذخيرهکننده هيدروژن به طور قابل ملاحظه اي در حال افزايش است زيرا اين مواد راه حل ايده آلي براي ذخيره کردن سوختهاي هيدروکربن محسوب ميشوند. نانولولههاي تک جداره و چند جداره به طور گستردهاي در ذخيرهسازي انرژي وابزارهاي الکترونيکي استفاده ميشوند. محققان دانشگاههاي چيبا، کيوتو و شينشو در ژاپن تحقيقاتي در زمينه قابليت جذب مولکول هيدروژن توسط نانولولههاي کربني دو جداره (DWNT) انجام دادهاند.
آنها دريافتند که يک
مجموعه DWNT ميتواند دو برابر يک مجموعه فشرده SWNT، مولکول هيدروژن جذب کند.
اين گروه يک نمونه جديد DWNT با خلوص بالا که به روش رسوب دهي بخار شيميايي
كاتاليستي (CCVD) توليد شده بود، را با نمونه SWNT مقا يسه کردند. معمولاً
نمونه SWNT به خاطر يکنواختي ساختار، ترجيح داده ميشود. اين نمونه دوجداره،
شامل دو لايه گرافني است وخلوص و يکنواختي بسيار بالايي دارد و فقط مقاديري از
کربن نامنظم و ناخالصيهاي فلزي دارد. ساختارهاي DWNT که به مقدار زيادي فشرده
شده اند، پايداري بيشتري دارند و مهمتر از آن، مولکول هيدروژن بيشتري را نسبت
به SWNT جذب مي کنند.
ميكروسكوپ الکتروني عبوري (TEM) با دقت بالا، نشان ميدهد که مجموعه DWNT به صورت آرايههاي هگزاگونال مننظم درميآيد. محققان پيشنهاد ميکنند که حفرههاي بين شبکهاي اين آرايه، قابليت جذب مولکولهاي هيدروژن را به آن ميدهد. گر چه به نظر ميرسد حفرهها بسيار کوچک تر از آن هستند که فضاي لازم را به مولکولهاي هيد روژن بدهند. جذب همدماي مولکول هيدروژن فوق بحراني در SWNT وDWNT و در دماي 77 درجه کلوين نشان ميدهد که نمونههاي DWNT بيشتر از نمونههاي SWNT مولکول هيدروژن جذب ميکنند در حالي که مساحت سطح ويژه آنها، 40 در صد کوچکتر است.
تصويري از هيدروژن جذب شده در فضاهاي بين شبکه اي DWNT
اين پديده را نميتوان
تنها به وسيله دسترسي مولکولهاي هيدروژن به فضاهاي
بين شبکه اي در DWNT توجيه کرد و
عامل ديگري نيز وارد ميگردد و آن وجود چاههاي پتانسيل مولکولي عميق
تردر فضاهاي بين شبکه اي است. اين پديده ناشي از هم پوشاني پتانسيل مولکولي دو
ديواره نانولوله است. اين تحقيق موجب شد تا مکانيزم جذب در نانولوله کربني با
ديد وسيعتري بررسي شود و طرح استفاده از اين نانولولهها
در فرآيندهاي ذخيره سازي هيدروزن در آينده، در مدت زمان کوتاهتري محقق گردد.
جزييات اين خبر در مجله( Am. Chem. Soc. 2006) منتشر شده است.
به نقل از سايت ستاد ويزه توسعه فناوري نانو
