Удержание хемосорбированного водорода в ОУНТ с эндоэдральными атомами никеля при повышенной температуре: моделирование реактивной МД

Abstract

Несмотря на значительные успехи в хранении водорода с использованием наноматериалов на основе углерода, таких как углеродные нанотрубки (УНТ), попытки значительно увеличить емкость хранения водорода все еще не приносят желаемых результатов. В этом исследовании рассматривается влияние эндоэдральных атомов никеля на удержание атомов водорода в одностенных углеродных нанотрубках (ОУНТ) при различных температурах с использованием моделирования реактивной молекулярной динамики (МД). Результаты показывают, что эндоэдральные атомы никеля усиливают хемосорбцию водорода на поверхности ОУНТ при температурах выше комнатной. В частности, увеличение объемной доли атомов никеля в ОУНТ приводит к увеличению порядка связи до 2.69%, росту среднего парциального заряда до 17.24% и увеличению гравиметрической плотности до 3.08%. Полученные результаты дают представление о механизмах, с помощью которых эндоэдральные атомы металлов могут улучшить емкость хранения водорода в УНТ, что способствует разработке более эффективных и практичных технологий хранения водорода.