Исследовательская группа под руководством Северо-Западного университета были разработаны и синтезированы новые материалы со сверхвысокой пористостью и площадью поверхности для хранения водорода и метана в качестве топлива для транспортных средств. Эти газы являются привлекательными чистыми альтернативными источниками энергии, чтобы диоксид-по производству углеродного ископаемого топлива.
Конструктор материалов типа металл-органические структуры (Министерства финансов), может хранить значительно больше водорода и метана, чем в обычных адсорбентов на много безопаснее давления и при гораздо меньших затрат.
«Мы разработали лучшую бортовой метод хранения водорода и метана для следующего поколения экологически чистой энергии транспортных средств», — сказал Омар К. Фарха, который возглавлял исследование. «Для этого мы использовали химических основ создания пористых материалов с точными атомными договоренности, тем самым достижение сверхвысокой пористостью.»
Адсорбенты представляют собой пористые твердые вещества, которые связывают жидких или газообразных молекул на их поверхности. Благодаря своей наноскопическими порами, одного грамма образца Северо-Западного материала (объемом шесть м&МС) имеет площадь поверхности, которая будет охватывать 1.3 футбольных полей.
Новые материалы также могут быть прорывным для хранения газовой промышленности в целом, сказал Фарха, потому что во многих отраслях и приложения требуют использования сжатых газов, таких как кислород, водопод, метан и другие.
Фарха является адъюнкт-профессором химии в колледже Вайнберга искусств и наук. Он также является членом Международного института Северо-Западе по нанотехнологии.
Исследования, сочетая эксперимент и молекулярно-динамическое моделирование, будут опубликованы 17 апреля в журнале Science.
Фарха является ведущей и автора. Чжицзе Чэнь, постдокторант в группе Фарха, является со-первый автор. Penghao ли, постдокторант в лаборатории сэр Фрейзер Стоддарт, попечительского совета, профессор химии в Северо-Западном университете, также является со-первый автор. Стоддарт автор на бумаге.
В ultraporous МОК, по имени ню-1501, построены из органических молекул и ионов металлов или кластеров, которые самоорганизуются в форму многомерной, очень кристаллические, пористые основы. Рисунок структура Министерства финансов, сказал Фарха, представить себе набор Tinkertoys, в котором ионов металлов или кластеров круглой или квадратной узлы и органические молекулы являются стержни, держа узлы вместе.
Водород и метан-транспортных средств, работающих в настоящее время требуют высокого давления сжатия для работы. Давление водородного бака в 300 раз больше, чем давление в автомобильных шинах. Из-за низкой плотности водорода, это дорого для этого давление, а также может быть небезопасна, потому что газ является легковоспламеняющимся.
Разработка новых адсорбирующих материалов, которые могут хранить водород и метан на борту транспортных средств при значительно более низких давлениях может помочь ученым и инженерам достичь департамента США цели для разработки следующего поколения экологически чистых автомобилей энергии.
Для достижения этих целей, как размер и вес бортового топливного бака должны быть оптимизированы. Сильно пористые материалы данного исследования баланса и объемная (размер) и гравиметрический (по массе) результат потенциалов водорода и метана, в результате исследователи на один шаг ближе к достижению этих целей.
«Мы можем хранить огромное количество водорода и метана в порах МОК и доставить их в двигатель автомобиля при более низких давлениях, чем нужна для текущих автомобили на топливных элементах», — сказал Фарха.
Северо-западный исследователей зародилась идея их МОК и, в сотрудничестве с вычислительным моделистов в школе штата Колорадо, подтвердило, что этот класс материалов является очень интригующим. Фарха и его команда затем разработаны, синтезированы и охарактеризованы материалы. Они также сотрудничали с учеными в Национальном институте стандартов и технологий (NIST) для проведения высокого давления сорбционных экспериментов газа.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!