Реферат: В настоящей работе рассмотрены некоторые фундаментальные аспекты (основы) решения существующей долгое время (обсуждаемой многими исследователями на протяжении около 25 лет) проблемы “супер” хранения (по терминологии Маеланда (Maeland)) в каталитически синтезированных графитовых нановолокнах (ГНВ) “обратимого” (в количестве порядка 20–30 вес. %) и “необратимого” водорода (в количестве порядка 7–10 вес. %). Проблема была сформулирована в связи с экспериментальными результатами (группа Родригес и Бекера (Rodriguez and Baker)), запатентованными и опубликованными в 1997–2005 гг., которые другие исследователи не могли ни воспроизвести (кроме, в определенной мере, группы Гупты (Gupta) (2000–2006 гг.)), ни раскрыть их физику. Для более глубокого изучения этой актуальной проблемы и выявления ряда фундаментальных (в том числе кинетических и термодинамических) аспектов ее решения нами была модифицирована и использована эффективная методика обработки и анализа спектров термодесорбции водорода, а также связанных с ними термогравиметрических и других данных. Впервые определены (как из термодесорбционных, так и из термогравиметрических данных) характеристики основного десорбционного пика “необратимого” водорода в графитовых нановолокнах, отвечающего кинетическому процессу первого порядка, а именно: температура наибольшей скорости десорбции (Tmax = 914–923 K), энергия активации процесса десорбции (Q ≈ 40 кДж/моль), предэкспоненциальный фактор константы скорости (K0 ≈ 2 × 10–1 c–1), количество выделившегося водорода (~8 вес. %, т.е. атомное отношение H/C ≈ 1). Рассмотрена физика процессов “супер” сорбции “необратимого” и “обратимого” водорода, в т.ч. роль процессов диффузии водорода, сопровождающейся “обратимым” захватом диффузанта определенными сорбционными центрами, а также роль водородного спилловер-эффекта, обеспечивающего локальную атомизацию газообразного H2 при гидрировании графитовых нановолокон, и роль явления Курдюмова по термоупругому равновесию фаз. Показано, что отмеченные выше экстраординарные данные по “супер” хранению водорода в ГНВ не являются ни ошибкой, ни мистификацией, как считает большинство исследователей. Определены необходимые условия для воспроизведения этих экстраординарных результатов другими исследователями. Показано, в частности, что группа Родригес и Бекера способна воспроизвести и “нормальные” результаты (порядка 0.1–4 вес. %) по хранению водорода в ГНВ, получаемые другими исследователями.

Библиографическая ссылка: Нечаев Ю.С. , Денисов Е.А. , Черетаева А.О. , Шурыгина Н.А. , Костикова Е.К. , Давыдов С.Ю.
О фундаментальных аспектах решения проблемы “супер” хранения водорода в каталитически синтезированных графитовых нановолокнах
Кинетика и катализ. 2022. Т.63. №4. С.526-539. DOI: 10.31857/S0453881122040098 РИНЦ OpenAlex

Переводная версия: Nechaev Y.S. , Denisov E.A. , Cheretaeva A.O. , Shurygina N.A. , Kostikova E.K. , Davydov S.Y.
On Fundamental Aspects of Solving the Problem of "Super" Storage of Hydrogen in Catalytically Synthetized Graphite Nanofibers
Kinetics and Catalysis. 2022. V.63. N4. P.449-461. DOI: 10.1134/S0023158422040097 WOS Scopus РИНЦ CAPlus OpenAlex

Даты:

Поступила в редакцию:	10 февр. 2022 г.
Принята к публикации:	24 мар. 2022 г.

Идентификаторы БД:

РИНЦ:	48621934
OpenAlex:	W4390947658

Альметрики: