Hydride-Induced Amplification of Performance and Binding Enthalpies in Chromium Hydrazide Gels for Kubas-Type Hydrogen Storage
Notice bibliographique
Résumé
Hydrogen is the ideal fuel because it contains the most energy per gram of any chemical substance and forms water as the only byproduct of consumption. However, storage still remains a formidable challenge because of the thermodynamic and kinetic issues encountered when binding hydrogen to a carrier. In this study, we demonstrate how the principal binding sites in a new class of hydrogen storage materials based on the Kubas interaction can be tuned by variation of the coordination sphere about the metal to dramatically increase the binding enthalpies and performance, while also avoiding the shortcomings of hydrides and physisorpion materials, which have dominated most research to date. This was accomplished through hydrogenation of chromium alkyl hydrazide gels, synthesized from bis(trimethylsilylmethyl) chromium and hydrazine, to form materials with low-coordinate Cr hydride centers as the principal H(2) binding sites, thus exploiting the fact that metal hydrides form stronger Kubas interactions than the corresponding metal alkyls. This led to up to a 6-fold increase in storage capacity at room temperature. The material with the highest capacity has an excess reversible storage of 3.23 wt % at 298 K and 170 bar without saturation, corresponding to 40.8 kg H(2)/m(3), comparable to the 2015 DOE system goal for volumetric density (40 kg/m(3)) at a safe operating pressure. These materials possess linear isotherms and enthalpies that rise on coverage, retain up to 100% of their adsorption capacities on warming from 77 to 298 K, and have 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 the majority of hydrogen test vehicles, to dramatically increase the amount of hydrogen stored, and therefore range of any vehicle.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 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) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».