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Optimization of Hydrogen Storage via Spillover through a Combined Experimental and Modeling Approach

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Maximierung der Wasserstoffspeicherung

Der Mangel an effizienten Wasserstoffspeichermaterialien behindert die Vermarktung dieses Energieträgers. EU-finanzierte Wissenschaftler arbeiteten an der Konzeption und Entwicklung von Adsorbentien, die diesen Kraftstoff speichern können.

Energie

Die Verwendung von Wasserstoff-Spillover wurde zur Erhöhung der Wasserstoffaufnahme in nanoporösen Materialien erkundet. Trotz nahezu identischer Materialherstellungstechniken wurden unerklärliche Schwankungen hinsichtlich der Menge der Wasserstoffaufnahme aufgezeichnet. Um Wasserstoff-Spillover auf molekularer Ebene zu verstehen, initiierten Wissenschaftler mithilfe einer EU-Finanzierung das Projekt "Optimization of hydrogen storage via spillover through a combined experimental and modeling approach" (HSPILL-CEMA). Ergebnisse der Studie würden für den Entwurf neuer Materialien zur Wasserstoffspeicherung und der katalytischen Hydrierung verwendet werden. Im Fokus stand die Identifizierung von Strukturen, die die Wasserstoffaufnahme maximieren. Wissenschaftler untersuchten Gerüstmaterialien auf Kohlenstoffbasis und mikroporöse metallorganische Gerüstmaterialien, um spezifische Bindungsstellen für Wasserstoffspeicher zu identifizieren. Faktoren, wie die Auswirkungen der Katalysatorgröße, Materialzusammensetzung und Struktur wurden beurteilt. Außerdem versuchte HSPILL-CEMA die potenzielle Rolle von Co-Katalysatoren bei der Optimierung der Aufnahme über den Wasserstoff-Spillovermechanismus zu klären. Eine weitere Aufgabe war es, festzustellen, wie Heteroatome die Wasserstoffmobilität zu / von Kohlenstoff-Trägerkatalysatoren beeinflussen. Die theoretischen Ergebnisse standen im Einklang mit Experimenten, konnten aber für die relative Stabilität und Reproduzierbarkeit der Versuchsflächen nicht verantwortlich gemacht werden. Katalysator-C-Schnittstellen als neue Kandidaten wurden identifiziert, so dass Wasserstoff-Diffusion ermöglicht wird. Darüber hinaus hatten einige neu entdeckte Kohlenstoffstrukturen das Potenzial, den Wasserstoff-Spilloverprozess zu "sähen". Die Identifizierung der wichtigsten Bindungsstellen für hohe Wasserstoffaufnahme sollte die Reproduzierbarkeit der Wasserstoff-Spillovermaterialien erhöhen, die für die Adsorption in naher Umgebungstemperatur optimiert sind. Die Projektergebnisse sollten auch eine Anwendung in der katalytischen Hydrierung zur Kraftstoffverbesserung und Katalyse sowie in Vorrichtungen auf Graphenbasis finden.

Schlüsselbegriffe

Wasserstoffspeicherung, Adsorbens, Kraftstoff, Wasserstoffüberlauf, Mechanismus, katalytische Hydrierung, Heterobindungsstellen, Graphen

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