Grafeen-oksiid võrestik(GOF)
Teadlased said grafeen-oksiid võrestiku valmistamiseks inspiratsiooni metall-orgaanilistest võrestikest, mida samuti praegu vesiniku ladustamise seisukohast uuritakse. Et siiani ei ole keegi grafeen-oksiid võrestikke valmistanud, on uue struktuuri omadused alles uurimisjärgus. ,,Oleme siiani teada saanud, et GOF suudab ladustada vähemasti sada korda rohkem vesinikumolekule kui tavaline grafeenoksiid,” lausus Taner Yildirim, üks uurimuse läbi viinud teadlasi. Lihtne valmistamine, odavus ning mitte-toksilisus teevad grafeenist paljutõotava kandidaadi gaaside ladustamise rakendustes.
77 Kelvini ning normaalrõhu juures on grafen-oksiid võrestik võimeline säilitama 1% oma kaalust vesiniku kujul – see on võrreldav 1,2%-ga, mis on vastav näitaja siiani uuritud metall-orgaanilistel võrestikel, ütles Yildrim.
Veel üheks huvitavaks avastuseks, mille teadlased GOF-i uurides tegid, on ebatavaline suhe temperatuuri ning vesiniku salvestusvõime vahel. Enamike materjalide puhul kehtib reegel, et mida madalam temperatuur seda rohkem on materjal võimeline vesinikku salvestama. Grafeen-oksiid võrestik käitub aga sootuks erinevalt – kuigi GOF on võimeline vesinikku ladustama, ei tee ta seda madalamatel temperatuuridel kui 50 Kelvinit(-223 kraadi Celsiust). Veelgi enam, allpool seda ‘blokeerivat temperatuuri’ ei anna GOF vesinikku ka vabaks, mis aga teeb grafeen-oksiid võrestiku kasutatavaks erinevates kütuseelementides, kus vesiniku ladustamine ja vabastamine kindlatel tingimustel on vajalik eeldus.
Mitmed GOF-i omadused tulenevad kihte ühendavatest molekulidest. Teadlased kasutasid antud juhul benseen-boor happeid, mis on vesinikuga tugevas vastastikmõjus. Kuid jättes grafeenkihtide vahele mitu ongströmi(10 astmel -10 m) vaba ruumi, suureneb igal kihil saadaolev vaba pind, mis annab vesinikumolekulidele kinnitumiseks rohkem võimalusi.
Teadlaste sõnul on grafeen-oksiid võrestik pärast selle omaduste edasist uurimist võimeline veel paremaks soorituseks. ,,Meil on plaanis optimiseerida GOF-i tööomadusi ning katsetada erinevaid ühendavaid molekule,” sõnas Jacob Burress, samuti NIST-i teadlane. ,,Me tahame uurida vesiniku salvestusvõime ebatavalist sõltuvust temperatuurist ning ka seda, kas GOF-ist võiks olla kasu kasvuhoonegaaside ning toksiinide püüdmiseks.”
Lisaks:
Leave a Reply