بررسي اثر اندازه نانو ذرات بر خواص ذخيره‌سازي هيدروژن در نانوكامپوزيت‌هاي هيدريد منيزيم/كربن

Effect of size on the hydrogen sorption properties of MgH2/Carbon nanocomposites

در اين پژوهش، سنتز نانوذرات MgH2 نشانده شده بر روي كربن زيروژل با اندازه ذرات كنترل شده گزارش مي‌شود. اندازه تخلخل كربن زيروژل‌ها از nm 3 تا nm 12 متغير بود. نانوكامپوزيت‌هاي MgH2/Carbon به روش نفوذ بخار تهيه شدند. دو محدوده اندازه ذرات براي MgH2 مشاهده شد: ذرات كوچكتر از nm 10 كه توسط آناليز XRD قابل تشخيص نبودند و ذرات بزرگتر كه نظم كريستالي داشتند. نانوذرات كوچكتر، ذراتي هستند كه درون تخلخل‌هاي كربن حبس شده و اندازه آنها توسط ابعاد تخلخل كنترل شد. مطابق تصاوير TEM اين نانوذرات در محدوده اندازه nm 10-4 بودند. رهايش هيدروژن براي نانوذرات كوچكتر از nm 10 در اطراف C° 275 رخ داد در حالي كه براي هيدريد منيزيم بالك اين واكنش در محدوده بالاتر از C° 400 اتفاق افتاد. نانو شدن سبب شد دماي رهايش هيدروژن تقريبا C° 155 كاهش يابد. نتايج TPD نشان داد كه كينتيك رهايش هيدروژن شديدا به اندازه نانوذرات MgH2 بستگي دارد به صورتيكه ذرات كوچكتر هيدروژن را در دماهاي پايين‌تري رها مي‌كنند. اين نتايج نشان مي‌دهد نانوكامپوزيت‌هاي MgH2/Carbon با خواص برگشت‌پذيري و كينتيك سريع، گزينه مناسبي براي كاربرد در ذخيره‌سازي هيدروژن مي‌باشند.