在单壁碳纳米管中储存的机制
1Department of Semiconductor Science and Technology, Semiconductor Physics Research Center, Jeonbuk National University, Jeonju 561-756, R. O. Korea.
Journal of the American Chemical Society
|July 18, 2001
概括
碳纳米管中的储存包括在管壁上的吸附和毛细血管储存. 打破纳米管壁内的C-C键提供了优越的储能,而不是毛细血管效应,这对于二级电池至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 物理化学 物理化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 碳纳米管 (CNT) 由于其高表面积和独特的结构性质,是储存的有希望的材料.
- 了解CNT中吸附和储存的机制对于开发高效的储能解决方案至关重要.
- 现有的模型往往侧重于毛细血管凝聚,但原子级相互作用需要进一步调查.
研究的目的:
- 系统地研究在零温度下碳纳米管中的吸附和储存机制.
- 阐明主要的储存途径,区分壁吸附和毛细血管储存.
- 探索取过程及其对电化学应用的相关性.
主要方法:
- 在零度温度下进行了系统的理论计算.
- 模拟的重点是原子在CNT壁上的吸附.
- 分析包括通过纳米管末端破解键,墙壁稳定性和毛细血管效应.
主要成果:
- 原子在 CNT 壁上以弧形和齐克扎克形状的配置吸附,直到 θ = 1.0.0 的覆盖面.
- 在较高的覆盖面上,分子 (H2) 储存在 CNT 毛细血管内.
- 主导储存通过管壁中的C-C键断裂发生,从而保持纳米管的稳定性,而不是通过末端毛细管.
- 气提取涉及H2解离,内壁吸附和外壁提取通过翻转机制.
结论:
- 碳纳米管中的储存主要通过原子吸附和管壁内的C-C键操纵来实现.
- 拟议的机制支持使用碳纳米管用于二次电池中的电化学储存的可行性.
- 本研究提供了有关能源应用的-CNT相互作用的详细原子层次理解.
