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

 

Останки древнего нанонаутилуса
Останки древнего нанонаутилуса

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Двухфотонная лазерная литография для трехмерных оптических микросхем. Поверить химию гармонией: звучащая таблица Менделеева. Золотые наночастицы и виски. Пополнение в семействе двумерных кристаллов. 120 лет со дня рождения Игоря Васильевича Курчатова. В ИФТТ РАН создана новая молодежная лаборатория

VIII Всероссийская конференция по наноматериалам.
21-24 ноября 2023 г. состоится VIII Всероссийская конференция по наноматериалам в Москве (ИМЕТ РАН). Направления работы: фундаментальные основы синтеза нанопорошков; Наноструктурные пленки и покрытия; объемные наноматериалы; инновационные применения нанотехнологий (энергетика, машиностроение, медицина и др.) и развитие методов аттестации наноматериалов. Регистрация и подача тезисов докладов проводится до 15 сентября 2023 г. только через регистрационную форму сайта.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Всегда ли смачивание уменьшает трение? Стабилизируя поры. Уроки Природы. Пингвины подсказали ученым идею создания прочного противообледенительного покрытия. Если снежинка не растает, или о температуре мыльных пузырей. XII Международная конференция “Фазовые превращения и прочность кристаллов”
памяти академика Г.В. Курдюмова (ФППК-2022)

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2022 году
коллектив авторов
24 - 27 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Пятилетка Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!": что было и что может быть в будущем
Е.А.Гудилин , А.А.Семенова
Уже более 15 лет живет и развивается Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!". За всю историю Олимпиады было предложено много инновационных решений, охват олимпиадой составил более 50 000 участников по всей Российской Федерации и странам ближнего зарубежья. В статье приводятся статистические данные по Олимпиаде и возможные пути ее дальнейшего развития.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

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.



 
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.