High density storage of clean energy fuel gases in soft nanospaces

软纳米空间中清洁能源燃气的高密度存储

基本信息

  • 批准号:
    15101003
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 66.23万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2007
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The soft nature of single wall carbon nanotube (SWCNT), single wall carbon nanohorn (SWCNH) and metal organic framework (MOF) and the important factor for clean energy storage on SWCNTs and MOFs were studied. The hydrogen adsorption capacity of various carbon materials including SWCNT and SWCNH was summarized; concentration effect of supercritical hydrogen with nanostructures of carbon is intensive to give the liquid like density of adsorbed density at 77 K. The defluorination and increase of ultramicroporosity enhance hydrogen adsorption amount at 77 K evidently. For example, the ultramicmporosity of SWCNT bundles is highly increased by HNO_3 and H_2SO_4 mixed acid treatment, giving twice of hydrogen adsorption amount. The effect of nanoscale curvature on the monolayer structure of nitrogen on the internal and external SWCNT surfaces was examined experimentally and theoretically, showing that the monolayer on the internal tube surface has a longer range ordering than that on the external surface. The radial breathing mode of SWCNT Raman spectra is sifted to a high frequency side on adsorption of alcohol molecules, showing that surface of SWCNT is very sensitive to nanoscale environments. At the same time, this effect supports softness of SWCNT wall. The SWCNH is strongly hopeful to design a high performance supercapacitor because of the single wall frame. Although new MOF showing "gate adsorption" is synthesized, the hydrogen adsorption amount at 77 K is smaller than nanostructured carbons.
研究了单壁碳纳米管(SWCNT)、单壁碳纳米角(SWCNH)和金属有机骨架(MOF)的软性,以及在SWCNTs和MOF上进行清洁储能的重要因素。综述了swcnts和SWCNH等不同碳材料的吸氢性能;超临界氢与碳纳米结构的浓度效应强烈,在77 K时产生了类似液体的吸附密度。除氟和超微孔隙度的增加明显提高了77 K时的氢吸附量。例如,HNO_3和H_2SO_4混合酸处理可显著提高swcnts束的超孔隙度,使其吸附量提高一倍。实验和理论分析了纳米尺度曲率对swcnts内外表面氮单分子层结构的影响,结果表明,管内表面的氮单分子层比外表面的氮单分子层具有更大的有序范围。吸附酒精分子时,swcnts的径向呼吸模式拉曼光谱被筛选到高频侧,表明swcnts表面对纳米尺度环境非常敏感。同时,这种效果支持了swcnts墙体的柔软性。由于采用单壁结构,SWCNH有望设计出高性能的超级电容器。虽然合成了具有“栅吸附”特性的新型MOF,但其在77 K时的氢吸附量比纳米结构碳要小。

项目成果

期刊论文数量(40)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
水素エネルギーと材料技術
氢能源与材料技术
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H.Takayanagi;K.Nitta S.Ishikawa;J.Nakamura;R.Yagi;L.Zhu;S.Yamanaka;H.Fukuoka;H.Fukuoka;K.Tanigaki;D.H.Chi;Y.Ren;G.M.Kalvius;M.Nakajima;D.Huo;K.Miyamoto;M.Koyama;H.Sato;K.Yamamoto;T.Fukunaga;T.Fujiwara;折茂慎一;J.Nakamura;T.Oguchi;T.Takasaki;H.Takagiwa;H.Takagiwa;S.Kobayashi;H.Tou;K.Shimada;H.Sato;G.Goll;T.Sasakawa;T.Goto;Y.Echizen;Y.Muro;J.Kitagawa;A.S.Miguel;K.Kunii;E.Reny;L.Zhu;X.Chen;N.Okuda;O.Syshchenko;H.Takagiwa;H.Tou;Y.Nakamori;T.Fujiwara;J.Tamura;J.Nakamura;T.Iwasaki;A.S.Miguel;X.Chen;J.Tamura-Okada;T.Goto;M.Matsunami;H.Okamura;F.Iga;H.Okamura;G.M.Kalvius;S.O.Hong;K.Shimada;J.Kitagawa;K.Prokes;H.Sato;S.Qiao;S.Qiao;H.Sato;H.Sato;H.Sato;Y.Ueda;S.Orimo;K.Koyama;T.Fujiwara;S.Orimo;T.Fujiwara;T.Fukunaga;O.Syshchenko;O.Syshchenko;K.Yagasaki;T.Oguchi;H.Momida;K.Oka;Yu-Jun Zhao;小口多美夫;小口多美夫;小口多美夫;T.Ekino;T.Ekino;T.Ekino;T.Ekino;M.H.Jung;T.Ichikawa;T.Jo;T.Jo;T.Jo;T.Muranaka;S.Tsuji;M.Sera;S.Kobayashi;S.Tsuji;T.Nagata;M.Matsumura;H.Tou;H.Tou;H.Tou;Y.Maniwa;T.Susaki;K.Shimada;K.Mimura;K.Shimada;T.Matsui;T.Terashima;J.S.Brooks;S.Paschen;K.Motoya;F.Iga;A.Schenck;M.H.Jung;Z.Hossain;K.Umeo;M-S.Kim;P.Salamakha;H.C.Kim;S.Yamanaka;H.Tou;H.Tou;Y.Maniwa;X.Chen;Z.-L.Xu;Z.-L.Xu;H.Tou;A.Kitano;M.Yasukawa;W.Liu;T.Yokoya;K.Kunii;山中昭司;T.Yamaguchi;T.Suzuki;K.Prokes;T.Fujita;Oleg Ivanov;M.Braden;N.L.Saini;O.Syshchenko;V.Sechovsky;O.Syshchenko;S.Sakita;Z.Q.Mao;N.L.Saini;T.Muranaka;M.Sera;S.Kobayashi;S.Tsuji;T.Nagata;H.Tou;H.Tou;H.Tou;T.Ichikawa;K.Oka;T.Jo;T.Jo;S.Yamanaka;H.Tou;H.Tou;Z.-L.Xu;H.Tou;A.Kitano;T.Yokoya;T.Ekino;T.Ekino;M.H.Jung;T.Susaki;T.Terashima;J.S.Brooks;K.Shimada;K.Motoya;F.Iga;T.Suzuki;M.H.Jung;T.Takabatake;P.Salamakha;H.C.Kim;T.Susaki;M.Arita;北川二郎;藤井博信
  • 通讯作者:
    藤井博信
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    英謙二;白井汪芳
  • 通讯作者:
    白井汪芳
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    須藤彰三;他(共著)
  • 通讯作者:
    他(共著)
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  • DOI:
    10.1021/nl062032b
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Kondo, Atsushi;Noguchi, Hiroshi;Kaneko, Katsumi
  • 通讯作者:
    Kaneko, Katsumi
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    D. Y. Kim;C. M. Yang;M. Yamamoto;D. H. Lee;Y. Hattori;T. Ohba;K. Takahashi;H. Kanoh;K. Kaneko;D. Y. Kim;C-. M. Yang;M. Yamamoto;D. H. Lee;Y. Hattori;K. Takahashi;H. Kanoh;K. Kaneko
  • 通讯作者:
    K. Kaneko
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    $ 66.23万
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