مروري بركاربرد نانوساختارها بر پايه چارچوب‌هاي فلز-آلي در جذب و ذخيره‌سازي هيدروژن

هيدروژن اين پتانسيل را دارد كه يك منبع انرژي پاك اميدواركننده براي جايگزيني سوخت‌هاي فسيلي تجديدناپذير باشد. ناتواني در ذخيره سازي موثر هيدروژن و نگراني‌هاي ايمني آن چيزي است كه از استفاده از آن به عنوان سوخت جايگزين جلوگيري مي-كند. سيستم هاي جذب هيدروژن فعلي، مانند ذخيره سازي كوچك و مايع، براي استفاده در كاربردهاي عملي بسيار گران هستند. چارچوب‌هاي آلي فلزي (MOFs) مواد كريستالي با سطح وسيع، تخلخل بالا و جذب هيدروژن عالي هستند. جذب فيزيولوژيكي هيدروژن در MOF ها توسط يك جاذبه واندروالسي ضعيف انجام مي‌شود كه به راحتي با مقدار مناسب گرما يا فشار قابل برگشت است. نحوه بهبود سطح و همچنين توانايي MOFها براي جذب هيدروژن مورد بررسي قرار گرفته است. مكانيسم سرريز هيدروژن نشان داده شده است كه ذخيره سازي با چگالي بالا را در مقايسه با ساير سيستم ها ارائه مي‌دهد. به منظور تبديل هيدروژن ذخيره شده به انرژي، MOF ها مي‌توانند به عنوان غشاهاي تبادل پروتون و الكترودهاي سلول‌هاي سوختي مورد استفاده قرارگيرند. از آنجايي كه MOF ها رسانايي پاييني دارند، ناخالص سازي امكان استفاده از آن‌ها را در سلول‌هاي سوختي فراهم مي‌كند. بنابراين، با تبديل كربن به سلول‌هاي سوختي، اين فناوري سازگار با محيط زيست مي‌تواند به كاهش كربن در محيط‌هاي صنعتي كمك كند. علاوه بر اين، ظرفيت هيدروژن براي جذب به عنوان سوخت براي خودروهاي هيدروژني بايد در محدوده (100 بار يا كمتر) باشد. روش‌هاي اوليه‌اي كه مي‌توانند ذخيره‌سازي هيدروژن را براي استفاده از هيدروژن به‌عنوان سوخت بهبود بخشند، همراه با امكان پيشرفت بيشتر براي برآوردن نيازهاي انرژي در آينده، در اين مطالعه پوشش داده شده است.