بررسی اثر اندازه نانوذرات بر خواص ذخیره‌سازی هیدروژن در نانوکامپوزیت‌های هیدرید منیزیم/کربن

Abstract

در این پژوهش، سنتز نانوذرات MgH₂ نشانده شده بر روی کربن زیروژل با اندازه ذرات کنترل شده گزارش می‌شود. اندازه تخلخل کربن زیروژل‌ها از nm 3 تا nm 12 متغیر بود. نانوکامپوزیت‌های MgH₂/Carbon به روش نفوذ بخار تهیه شدند. دو محدوده اندازه ذرات برای MgH₂ مشاهده شد: ذرات کوچکتر از nm 10 که توسط آنالیز XRD قابل تشخیص نبودند و ذرات بزرگتر که نظم کریستالی داشتند. نانوذرات کوچکتر، ذراتی هستند که درون تخلخل‌های کربن حبس شده و اندازه آنها توسط ابعاد تخلخل کنترل شد. مطابق تصاویر TEM این نانوذرات در محدوده اندازه nm 10-4 بودند. رهایش هیدروژن برای نانوذرات کوچکتر از nm 10 در اطراف C° 275 رخ داد در حالی که برای هیدرید منیزیم بالک این واکنش در محدوده بالاتر از C° 400 اتفاق افتاد. نانو شدن سبب شد دمای رهایش هیدروژن تقریبا C° 155 کاهش یابد. نتایج TPD نشان داد که کینتیک رهایش هیدروژن شدیدا به اندازه نانوذرات MgH₂ بستگی دارد به صورتیکه ذرات کوچکتر هیدروژن را در دماهای پایین‌تری رها می‌کنند. این نتایج نشان می‌دهد نانوکامپوزیت‌های MgH₂/Carbon با خواص برگشت‌پذیری و کینتیک سریع، گزینه مناسبی برای کاربرد در ذخیره‌سازی هیدروژن می‌باشند.