Web design by Aleksey D. Zolotarenko | Contact Us




предыдущая страница                                              следующая страница


4.4. Сорбция водорода наноструктурированным графитом

Сорбция водорода на активированных углях при температуре 155 К и давлении 6.9 МПа достигает 2 % (мас.) [85], а по данным [6] составляет 0.05 % (мас.) при 133 К и =2 МПа. Уникально высокая и труднообъяснимая емкость по Н2 обнаружена для углерода марки АХ-21 с общей поверхностью 3000 м2/г и поверхностью микропор 700-1800 м2/г; при этом весовая и объемная плотность Н2 составляют соответственно около 100 г Н2/кг адсорбента и около 32 кг Н2/м3 при температуре 77 К и давлении 5.0 МПа [7].
Методом термодесорбционной спектроскопии было проведено исследование сорбции водорода нанопористым углеродом (НПУ), полученным из карбидов металлов [103]. Показано, что предельное количество Н2, которое может поглощать НПУ, составляет 15.6 % (ат.) при 266 МПа и 773 К. Механохимическая обработка графита в атмосфере водорода чистотой 99.9999 % при комнатной температуре и начальном значении =1.0 МПа приводит к формированию наноструктурированного графита и адсорбции им Н2 [36]. После 80 ч перемешивания максимальное количество сохраненного Н2 для такого образца составляет 7.4 % (мас.) (СН0.95), что сравнимо с достигнутыми значениями для нанотрубок и графитовых нанотрубок при температурах ниже 100 К и давлении Н2 около 5 МПа.



Рис. 4.7. Изотерма сорбции водорода при 300 К.

Свойствам наноструктурированного графита и его интеркалированным соединениям посвящена работа [104]. Композиты, приготовленные механическим перемешиванием марганца и графита в присутствии органических добавок - ТГФ, циклогексан, бензол, являются новыми эффективными водородсберегающими материалами [105, 106]. При этом введение органической добавки оказывается важным элементом формирования структуры композита и его сорбционных свойств.

предыдущая страница                                              следующая страница



От авторов


Издание настоящей книги стало возможным благодаря реализации договора о творческом сотрудничестве между Институтом проблем материаловедения Национальной академии наук Украины и Институтом проблем химической физики Российской академии наук в рамках выполнения совместной программы “Фуллерены и атомные кластеры”.
За последние 10 лет наблюдается бурный рост потока информации в области знаний фуллереноподобных материалов, открытых в 1985 году. Задача, которую поставили авторы перед собой, состояла в том, чтобы обобщить эту информацию и в сжатой форме изложить основные представления о новом классе углеродных материалов. Из огромного информационного потока по фуллеренам, нанотрубкам и кластерам, а это десятки тысяч источников: книг, патентов, научных и популярных статей, был взят тот минимум, который позволил бы неискушенному читателю войти в мир углеродных наноструктур с его специфическими особенностями. Большой интерес среди ученых вызывает особенность строения фуллеренов, обусловленная их сферичностью. Завершенность элементарной структурной единицы, по сравнению с бесконечными кластерами атомов в карбине, графите и алмазе, обусловливает уникальную способность фуллеренов растворяться в растворителях. Это единственная растворимая форма углерода.
Фуллерены - интересный объект исследований во многих областях науки - физике, химии, геологии, биологии, медицине, материаловедении и других. Благодаря наличию у молекулы фуллерена большого количества атомов углерода открываются неограниченные возможности синтеза миллиардов новых соединений с новыми свойствами, а значит и новыми возможностями. Разработка и использование материалов, обладающих сложным комплексом физико-химических свойств, являются одной из основополагающих предпосылок создания техники XXI века. И фуллереноподобные материалы обладают всеми качествами, необходимыми для того, чтобы стать основой материалов будущих разработок. В настоящее время мы стоим только на стартовой черте изучения фуллереноподобных материалов и материалов, получаемых на их основе. Перспективы использования их безграничны.
Данные, представленные в четвертой главе этой книги, демонстрируют одну из блестящих возможностей использования этих материалов. Благодаря компактному и безопасному хранению водорода в фуллереноподобных материалах и материалах, полученных на их основе, становится экономически обоснованным и реальным переход человечества от эры использования запасавшейся миллионами лет солнечной энергии в виде ископаемых топлив к эре солнечно-водородного будущего: непосредственного преобразования солнечной энергии и применения водорода в качестве экологически чистого топлива и энергоносителя. Это будущее видится еще более оптимистичным, если учесть, что источником водорода является вода, которой достаточно на всех континентах и во всех странах. То есть снимается вопрос о странах, богатых топливом и бедных с энергетической точки зрения. Солнечной энергии хватит всем.
Надеемся, что эта книга станет для многих первой ступенькой в познании области науки о фуллеренах, пробудит интерес и желание узнать больше, шагнуть вперед и изучить неведомое.
Заранее приносим свои извинения за возможные опечатки. Мы с удовольствием и благодарностью примем все критические замечания и комментарии. Авторы благодарят В.Б. Черногоренко, А.П. Помыткина, Н.Ф. Гольдшлегер и А.П. Моравского за помощь в написании некоторых глав, а также благодарят О.И. Билык, Д.М. Мильто, Е.А. Лысенко за помощь в наборе и редактировании текста и иллюстраций.