“白石墨”或成為最佳儲氫結構

據外國媒體報道：萊斯大學的工程師已經著手將“白石墨”納米材料變成儲存氫氣的最佳結構。像Lilliputian摩天大樓這樣的設計

，氮化硼“地板”放置在另一個上麵，氮化硼柱子精確地保持5.2埃。

他們的研究成果發表在了Small期刊中。

研究的主要作者
，萊斯大學土木與環境工程教授助理RouzbehShahsavari表示，本研究的主要目的是創造一種能夠吸收並容納大量氫氣的有效材料 - 無論是體積和重量 - 並且能夠在需要時快速且容易地釋放氫氣。

經過賴斯最快的兩台超級計算機的數月計算，Shahsavari和萊斯大學研究生Shuo Zhao發現了將氫儲存在氮化硼中的最佳架構。這種結構的主要材料是六方氮化硼（hBN），原子厚的硼和氮片組成，並且有時稱為白石墨烯
，因為原子與石墨烯平片中的碳原子完全隔開。

在Shahsavari多尺度材料實驗室的先前工作中，發現石墨烯和氮化硼的混合材料可容納足夠的氫氣，以滿足能源部對輕型燃料電池汽車的儲存目標。

選擇材料很重要，已經證明氮化硼在吸氫方麵比純石墨烯，碳納米管或石墨烯和氮化硼的混合物更好。但是hBN片材和支柱的間距和排列也很關鍵，因此，研究人員決定對hBNdesuoyoukenengdejihexingzhuangjinxingxiangjindesousuo，yiquedingnazhonggongyizuihao


，tamenhaikuodalejisuanfanwei，yibaokuogezhongwendu，yalihechanzaji，weiliangyuansuketianjiadaodanhuapengzhongyizengqiangqiqingqicunchurongliang。

yutongguohuaxuejianhechuqingdecailiaobutong
，danhuapengshiyizhongtongguowulijianbaochiqingqidexifuji
，qiwulijianbihuaxuejianruo。youyuxifujicailiaobiqihuaxuebiaoqingengrongyipaifang
，yincizheduiyujiangqingqicongchucunkuzhongquchushiyoulide。zaishangcengjianzhuzhongxuanzedanhuapengbobanhuoguanziyijitamenzhijiandexiangyingjianjushishixianzuidarongliangdeguanjian。

沒有支柱，這些片材自然而然地相互隔開約3埃，並且很少有氫原子可以穿透該空間。當距離達到6埃或更大時，容量也會下降，在5.2埃時
，天花板和地板都會產生合作吸引力
，並且氫氣會在中間產生凝聚。模型表明，純HBN管板結構可以容納8重量％的氫。（重量百分比是濃度的量度，類似於百萬分之一）。需要物理實驗來驗證能力，但美國能源部的最終目標是7.5％的重量百分比。

結構中平坦的地板狀結構的不規則性也可能對工程師有用。

由(you)於(yu)柱(zhu)子(zi)和(he)地(di)板(ban)之(zhi)間(jian)的(de)連(lian)接(jie)性(xing)質(zhi)，在(zai)柱(zhu)撐(cheng)氮(dan)化(hua)硼(peng)片(pian)材(cai)中(zhong)自(zi)然(ran)形(xing)成(cheng)褶(zhe)皺(zhou)
，事(shi)實(shi)上(shang)，這(zhe)也(ye)可(ke)能(neng)是(shi)有(you)利(li)的(de)，因(yin)為(wei)這(zhe)些(xie)皺(zhou)紋(wen)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)韌(ren)性(xing)
，如(ru)果(guo)材(cai)料(liao)處(chu)於(yu)負(fu)載(zai)或(huo)衝(chong)擊(ji)下(xia)
，那(na)麼(me)這(zhe)種(zhong)彎(wan)曲(qu)的(de)形(xing)狀(zhuang)可(ke)以(yi)很(hen)容(rong)易(yi)地(di)解(jie)開(kai)而(er)不(bu)會(hui)斷(duan)裂(lie)，這(zhe)可(ke)能(neng)會(hui)增(zeng)加(jia)材(cai)料(liao)的(de)安(an)全(quan)性(xing)，這(zhe)是(shi)氫(qing)氣(qi)存(cun)儲(chu)設(she)備(bei)。

國家科學基金會支持這項研究。超級計算資源由美國國立衛生研究院提供
，並與思科，Qlogic和Adaptive Computing合作提供IBM共享大學研究獎，以及Rice研究計算中心管理的由國家科學基金會支持的DAVinCI超級計算機
，並與賴斯肯尼迪信息技術研究所。

可從以下網址獲取該論文的副本：https：//doi.org/10.1002/smll.201702863