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

 

Инопланетный сыр
Инопланетный сыр

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в международной конференции ACNS’2019
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в международной конференции ACNS’2019. Тезисы доклада Быкова В.А.

Пять медалей завоевали российские школьники на Международной физической олимпиаде
Стали известны итоги 50-й Международной физической олимпиады для школьников, которая проходила в Тель-Авиве (Израиль). Российская сборная завоевала в состязаниях 4 золотые и одну серебряную медаль.

Поступление в совместный российско-китайский Университет МГУ-ППИ в Шэньчжэне
В июле 2019 года в МГУ имени М.В. Ломоносова проходит набор учащихся на программы МГУ, реализуемые в Университете МГУ-ППИ в Шэньчжэне. Поступление в совместный университет – это возможность учиться в самом быстроразвивающемся городе мира на русском языке у ведущих преподавателей МГУ по самым современным программам, получить образование мирового уровня и дипломы сразу двух университетов, овладев китайским языком. Для поступления в совместный университет не требуется владения китайским языком. Прием документов и экзамены проходят на территории МГУ. Абитуриенты имеют право поступать одновременно в МГУ имени М.В. Ломоносова и МГУ-ППИ в Шэньчжэне.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

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!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.