组合实验和模拟研究H₂储存在氧气和中,由生物质废弃物衍生而来的协活性碳:上层孔径大小和表面化学发展

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 储能 储能 储能 储能 储能 储能

背景情况:

• 储存对于清洁能源技术至关重要.
• 活性炭 (ACs) 由于其高表面积,是储存的有希望的材料.
• 定制毛孔结构和表面化学是提高交流性能的关键.

研究的目的:

• 从生物质废物中合成和表征异原子 (氧,) 合活性炭 (AC).
• 研究兴奋剂对储能能力和在各种压力下性能的影响.
• 阐明孔隙结构,表面化学和吸收之间的关系.

主要方法:

• 生物质废物被用尿素和KOH处理以激活.
• 在激活过程中实现了 heteroatom doping (O,N).
• 在 -196 °C 和不同压力下测量了储能.
• 用分子模拟来理解孔隙结构与气体的相互作用.

主要成果:

• 与1bar的未经修改AC相比,联合合的AC显示H2存储容量增加了47% (2.62重量%).
• 对储存的最佳孔径被确定为0.65 nm (<0.3 bar) 和0.95-1.5 nm (0.3-15 bar).
• 二氧化被确定为一个关键的功能组,可以在低压和中等压力下提高性能.

结论:

• 异种原子兴奋剂显著增强了ACs中的储存.
• 孔径大小和体积在取决于压力条件的吸收中起着至关重要的作用.
• 这项研究提出了一种有效的策略,用于设计先进的多孔碳,用于优质的储存.