Design and Synthesis of Vanadium Hydrazide Gels for Kubas-Type Hydrogen Adsorption: A New Class of Hydrogen Storage Materials
Notice bibliographique
Résumé
In this paper we demonstrate that the Kubas interaction, a nondissociative form of weak hydrogen chemisorption with binding enthalpies in the ideal 20-30 kJ/mol range for room-temperature hydrogen storage, can be exploited in the design of a new class of hydrogen storage materials which avoid the shortcomings of hydrides and physisorpion materials. This was accomplished through the synthesis of novel vanadium hydrazide gels that use low-coordinate V centers as the principal Kubas H(2) binding sites with only a negligible contribution from physisorption. Materials were synthesized at vanadium-to-hydrazine ratios of 4:3, 1:1, 1:1.5, and 1:2 and characterized by X-ray powder diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, nitrogen adsorption, elemental analysis, infrared spectroscopy, and electron paramagnetic resonance spectroscopy. The material with the highest capacity possesses an excess reversible storage of 4.04 wt % at 77 K and 85 bar, corresponding to a true volumetric adsorption of 80 kg H(2)/m(3) and an excess volumetric adsorption of 60.01 kg/m(3). These values are in the range of the ultimate U.S. Department of Energy goal for volumetric density (70 kg/m(3)) as well as the best physisorption material studied to date (49 kg H(2)/m(3) for MOF-177). This material also displays a surprisingly high volumetric density of 23.2 kg H(2)/m(3) at room temperature and 85 bar--roughly 3 times higher than that of compressed gas and approaching the DOE 2010 goal of 28 kg H(2)/m(3). These materials possess linear isotherms and enthalpies that rise on coverage and have little or no kinetic barrier to adsorption or desorption. In a practical system these materials would use pressure instead of temperature as a toggle and can thus be used in compressed gas tanks, currently employed in many hydrogen test vehicles, to dramatically increase the amount of hydrogen stored and therefore the range of any vehicle.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».