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1 - CONTEXTE

2 - NANOSTRUCTURES CARBONÉES

3 - APPLICATION AU STOCKAGE DE L’HYDROGÈNE

4 - ADSORPTION DE L’HYDROGÈNE DANS LES NANOCORNETS DE CARBONE

5 - CONCLUSION

| Réf : NM5150 v1

Adsorption de l’hydrogène dans les nanocornets de carbone
Stockage d’hydrogène : comment l’hydrogène se lie aux nanocornets de carbone

Auteur(s) : F. FERNANDEZ-ALONSO, F. J. BERMEJO, R. O. LOUTFY, V. LEON, M.-L. SABOUNGI

Date de publication : 10 oct. 2008

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Auteur(s)

  • F. FERNANDEZ-ALONSO

  • F. J. BERMEJO

  • R. O. LOUTFY

  • V. LEON

  • M.-L. SABOUNGI

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INTRODUCTION

L'étude des effets de confinement de l'hydrogène moléculaire dans les nanocornets de carbone par diffusion quasi élastique et inélastique des neutrons montre des interactions beaucoup plus fortes que lorsque les nanotubes de carbone sont utilisés. Ainsi, les nanocornets se présentent comme une solution de choix en tant que nanomatériau de faible masse pour le stockage de l'hydrogène.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-nm5150


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4. Adsorption de l’hydrogène dans les nanocornets de carbone

4.1 Résultats précédents

Les avantages des SWNH par rapport aux autres structures carbonées ont été signalés par Murata et coll. dès 2002  ; en effet, ils ont mesuré une capacité de stockage d’environ 70 g/L dans les pores internes et externes à 77 K et sous une pression de 5 MPa. En résumé, ce matériau présente une surface spécifique maximale (jusqu'à 1 860 m2.g–1) et les dimensions internes (tubes) et externes (entre les tubes) peuvent être modulées par des procédés d’oxydation et par l’application d’une pression extérieure. D'autres techniques font appel à la décoration des tubes par des nanoparticules métalliques et permettent d'aboutir à des matériaux capables de stocker jusqu'à 5 % d’hydrogène en masse à 30 K, 3,5 % à 77 K et 0,8 % à 300 K , ce qui représente une grande avancée quant à leur utilisation pratique.

HAUT DE PAGE

4.2 Réversibilité de l’adsorption de H2

En comparaison avec les expériences menées sur les SWNT, l’adsorption d’hydrogène dans les SWNH est réversible après un cycle de température. Ainsi, la plupart de l’hydrogène préalablement chargé à basse température et relâché ensuite lors du réchauffement de l’échantillon à température ambiante, est réadsorbé dès que l'on baisse à nouveau la température  . De plus, les mesures montrent clairement une interaction entre l’hydrogène et les SWNH bien plus forte que dans le cas des SWNT  . Ceci est particulièrement évident si l'on observe le spectre de diffusion de neutrons par l’hydrogène moléculaire. À cause de sa faible masse et des températures relativement basses, les rotations d’une molécule d’hydrogène sont complètement quantifiées par le nombre quantique rotationnel J, même en phase condensée. Pour H2, l’état fondamental rotationnel correspond à l’isomère de spin nucléaire para-H2 en absence de rotation (J = 0), caractérisé par une fonction d’onde moléculaire à symétrie sphérique totale. Une...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - MINEA (T.) -   Nanotubes de carbone. Synthèse par procédés plasma  -  [NM 620], base documentaire Nanotechnologies (2007).

1 Sources bibliographiques

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KROTO (H.W.) - HEATH (J.R.) - O'BRIEN (S.C.) - CURLY (R.F.) - SMALLEY (R.E.) - C60 Buckminsterfullerene - Nature, n° 318, p. 162 (1985).

IIJIMA (S.) - Helical microtubules of graphitic carbon - Nature, n° 354, p. 56 (1991).

RADUSHKEVICH (L.V.) - LUKYANOVICH (V.M.) - O strukture ugleroda, obrazujucegosja pri termiceskom razlozenii oksi ugleroda na zeleznom kontakte - Zh. Fizicheskoi Khimii, 26, 88 (1952).

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HAMADA (N.) - SAWADA (S.I.) - OSHIYAMA (A.) - New one-dimensional conductors : graphitic microtubules - Phys. Rev. Lett., 68, p. 1579 (1992).

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CHEN (M.H.) - YANG (Q.H.) - LIU (C.) - Hydrogen storage in carbon nanotubes - Carbon, 39, p. 1447 (2001).

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REN (Y.) - PRICE (D.L.) - Neutron scattering study of H2 adsorption in singlewalled carbon nanotubes - Appl. Phys. Lett., 79, p. 3684 (2001).

LEON (V.) - Études des effets de confinement dans la silice mésoporeuse et dans certaines nanostructures carbonnées - Thèse...

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