已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

The role of transition metal doping in enhancing hydrogen storage capacity in porous carbon materials

氢气储存 材料科学 碳纤维 吸附低温 化学吸附 吸附 巴(单位) 化学工程 多孔性 范德瓦尔斯力 兴奋剂 体积热力学 热容 过渡金属 复合材料 热力学 物理化学 有机化学 分子 化学 催化作用 合金 物理 光电子学 复合数 气象学 工程类
作者
Xue Gao,Zeming Zhong,Liangjun Huang,Yuchen Mao,Hui Wang,Jiangwen Liu,Liuzhang Ouyang,Lei Zhang,Mengjiao Han,Xiuliang Ma,Min Zhu
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier]
卷期号:118: 109038-109038 被引量:39
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2023.109038
摘要

Porous carbon materials with high specific surface area are potential hydrogen storage materials. However, due to the weak van der Waals forces between the material and H2, hydrogen can generally be stored only at a cryogenic temperature under high hydrogen pressure. To solve this problem, in this work, ZIF-8-derived porous carbon material (PCM) modified with transition metals (PCM-TMs, TM: Mn, Fe, Ni) was prepared to investigate the role of TM doping. The developed PCM-TMs have a high specific surface area (up to 1363 m2/g) and pore volume (up to 0.77 cm3/g). Experimental results show that PCM-TMs exhibit higher hydrogen storage capacity, usable capacity, and hydrogen uptake capacity per specific surface area compared to PCM. In addition, PCM-TMs have a higher isosteric heat of adsorption (Qst) than PCM, which suggests that TM doping enhances the interaction between H2 and carbon materials. Theoretical calculations further indicate that this interaction is a nearly weak chemisorption force (∼9.32 kJ/mol). Notably, Mn-doped porous carbon material (PCM-Mn) exhibits a hydrogen storage capacity of ∼3.45 wt% (20.44 g/L) at 77 K under 35 bar-H2. Even at 253 K under 50 bar-H2, the capacity can reach ∼1.41 wt% (8.34 g/L). The hydrogen uptake capacity per specific surface area for PCM-Mn reaches 1.03 × 10-3 wt% / m2·g-1 at 253 K under 50 bar-H2, which is 1.5 times larger than that of PCM. Under proper operating conditions, such as loading at 77 K and 35 bar-H2, and discharging at 253 K and 2 bar-H2, PCM-Mn can achieve a usable capacity of at least 19.30 g/L. The hydrogenation kinetics curves reveal that PCM-Mn can store 1.39 wt%-H2 (8.25 g/L) under 12 MPa H2 at 298 K, while it is only 0.88 wt% (5.53 g/L) for PCM at the same condition. This work provides valuable insight into improving the hydrogen storage performance of hydrogen storage materials of physisorption.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
赘婿应助Chenqing_Tian采纳,获得10
2秒前
3秒前
库里强完成签到,获得积分10
3秒前
影2857完成签到,获得积分10
4秒前
oo完成签到,获得积分10
6秒前
AS发布了新的文献求助10
7秒前
一一发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
依米完成签到,获得积分10
8秒前
123发布了新的文献求助10
8秒前
小蘑菇完成签到 ,获得积分10
12秒前
15秒前
15秒前
15秒前
暖冬22完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
打打应助123采纳,获得10
18秒前
NexusExplorer应助AS采纳,获得10
18秒前
皓轩发布了新的文献求助10
22秒前
一一完成签到,获得积分20
24秒前
SUNNYONE完成签到 ,获得积分10
26秒前
某某完成签到 ,获得积分10
26秒前
depicutenhattg完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
27秒前
29秒前
活力天蓝完成签到,获得积分10
29秒前
爆米花应助sanner采纳,获得10
30秒前
HUGGSY发布了新的文献求助30
31秒前
年少丶完成签到,获得积分10
31秒前
廖述祥发布了新的文献求助30
34秒前
灵巧汉堡完成签到 ,获得积分10
34秒前
38秒前
皓轩完成签到 ,获得积分10
41秒前
云岫完成签到 ,获得积分10
42秒前
fufu完成签到 ,获得积分10
42秒前
sanner发布了新的文献求助10
43秒前
CipherSage应助Linda琳采纳,获得10
43秒前
orixero应助xxPcy采纳,获得10
44秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 2000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1000
The Composition and Relative Chronology of Dynasties 16 and 17 in Egypt 1000
Real World Research, 5th Edition 800
Qualitative Data Analysis with NVivo By Jenine Beekhuyzen, Pat Bazeley · 2024 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5723192
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5275071
关于积分的说明 15298251
捐赠科研通 4871863
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2616277
邀请新用户注册赠送积分活动 1566075
关于科研通互助平台的介绍 1523006