Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1. Поглощение водорода различными комплексами.
Рис. 2. Сравнение абсорбции водорода и дейтерия.
Рис. 3. Количество молекул H2, абсорбированных этиленовыми комплексами переходных металлов, на один атом металла в предположении состава комплекса M(C2H4).

Абсорбция водорода металоорганическими комплексами переходных металлов

Ключевые слова:  водородная энергетика, хранение водорода

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

01 апреля 2008

Материалы для хранения водорода должны удовлетворять ряду незамысловатых свойств – удерживать его в большом количестве при комнатной температуре, быстро высвобождать его при не слишком высоких температурах, не разрушаться при циклировании, а также стоить как можно меньше. Однако материал, который в полной мере соответствует запросам, так до сих пор и не был разработан.

Довольно большой интерес привлекают углеродные материалы. К настоящему моменту были опробованы металлоорганические комплексы (например, вольфрама), углеродные нанотрубки, фуллерены и т.д. Многие из этих материалов способны абсорбировать свыше 6 масс. % водорода. Весьма перспективными выглядят комплексы, образующиеся при реакции переходных металлов (например, Ti) с этиленом. Предположительно, они могут накапливать до 5 молекул H2 на один атом переходного металла.

Исследователи из University of Virginia (США) изучили способность этиленовых комплексов ряда переходных металлов к адсорбции водорода методом наногравиметрии. Для измерения изменений массы использовался способ, основанный на детектировании поверхностных акустических волн (surface acoustic wave sensor, SAWS), – уникальная методика, позволяющая детектировать изменения массы в 4 пикограмма. Комплекс получали методом импульсного лазерного осаждения (pulsed laser deposition, PLD) – вращающаяся металлическая мишень облучалась мощным лазером в атмосфере этилена. Образующееся вещество осаждалось в виде пленки нанометровой толщины на поверхность акустического масс-анализатора и обрабатывалось водородом.

На рисунке 1 показано увеличение массы образцов, помещенных в атмосферу водорода. Поглощение водорода протекает со скоростями, сравнимыми с лучшими материалами для хранения H2. Чтобы убедиться, что это действительно абсорбируется водород, а не протекают какие-либо иные процессы, исследователи заменили его дейтерием. Изменение массы увеличилось вдвое, что подтвердило абсорбцию. Также авторы установили, что атомы титана в материале распределены равномерно и не образуют кластеры, что могло бы отрицательно сказаться на поглощении водорода.

Однако систематических экспериментов по десорбции водорода пока не было проведено. При нагревании до 400 К высвобождение водорода не происходит, но это все-таки слишком низкая температура. Поэтому авторы планируют продолжить исследования, а также расширить их за счет комплексов переходных металлов с другими углеводородами.

Работа «High Capacity Hydrogen Absorption in Transition Metal-Ethylene Complexes Observed via Nanogravimetry» опубликована в журнале Physical Review Letters.


Источник: PRL



Комментарии
Ну...
Как-то требований напредъявляли целых четыре:
1) удерживать водород в большом количестве при комнатной температуре
2) быстро высвобождать его при не слишком высоких температурах
3) не разрушаться при циклировании
4) стоить как можно меньше.

а выполнили только два... Как-то нет многообещающей заманчивой перспективы в работе. Сравните два предложения:
Мы получили отличное соединение для хранения водорода!
Мы получили отличное соединение для хранения водорода, но вытащить из него водород обратно пока не получается...
Согласитесь, настрой разный :)
Трусов Л. А., 01 апреля 2008 01:20 
они пока не пробовали. пишут, что их прибор для измерения массы пока работает только до 400 К.
думаю, тут главное не водород и наноматериал, а измерение массы. просто придумали, куда приткнуть.
Лев и ты туда же..наногравиметрия...ужОс...НАНОадепт...
Трусов Л. А., 02 апреля 2008 01:07 
у них так статья называется.
я нанОскептег.
Судя по тому, что привес водорода можно измерить только атомными весами, это действительно очень перспективно.
И еще - приведенные авторами данные масс-спектрометрии ставят под вопрос многие их выводы.
fozgen, 03 апреля 2008 16:41 
И еще - приведенные авторами данные масс-спектрометрии ставят под вопрос многие их выводы.

Почему?
Чему соответствует ионы с M/z=78, фиксируемые при нанесении пленок?
Трусов Л. А., 03 апреля 2008 22:22 
C6H6
fozgen, 04 апреля 2008 10:50 
Чему соответствует ионы с M/z=78, фиксируемые при нанесении пленок?

Без понятия, поэтому было бы интересно выслушать Вашу версию, особенно в свете того, что она поставит под вопрос "многие выводы авторов".
Трусов Л. А., 04 апреля 2008 10:55 
угу, если вывод об абсорбции водорода неверен, то почему масса увеличивается?
fozgen (извините, не знаю Вашего имени-отчества),
образование комплексов металл-этилен не доказано; более того, упомянутое M/z=78 свидетельствует о том, что в газовой фазе находятся неизвестные соединения, состав которых не слишком-то соотносится с предполагаемым. Вполне вероятно, что на подложку осело не совсем то, чего ждали авторы. И вовсе не факт, что это "нечто" - однофазное. В итоге измеряется абсорбция водорода этим "нечто"; но публиковать такой результат я бы постеснялся - соединение не охарактеризовано, непонятно, к чему относить наблюдаемый на весах эффект. Сырая работа.
Трусов Л. А., 04 апреля 2008 12:47 
опять же не понимаю критики. в работе описан метод измерения массы. статья, соответственно, в PRL. замена водорода дейтерием очень забавна. химическая суть работы в данной статье была бы лишней и, думаю, появится вскоре в других журналах.
В названии(!) статьи упомянуты комплексы титана с этиленом. Где хоть одно доказательство того, что авторы получили именно эти соединения? Если это непонятно, не знаю, как еще объяснить.
Метод измерения массы описан впервые не в этой статье, поэтому новизны в этой части нет. Результаты замены водорода на дейтерий свидельствуют лишь о том, что эти соединения действительно абсорбируются, но не показывают, каким именно веществом.
Я не говорю уже о том, что десорбция не исследовалась вовсе (ее может попросту не быть; вероятность этого нельзя сбрасывать со счетов).

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Огни подводного города
Огни подводного города

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.