水素貯蔵について



ここでは、単層カーボンナノチューブを利用した水素貯蔵について説明します。


水素の高密度貯蔵は、無公害で無尽蔵なクリーンエネルギーを供給できる源として近年注目されています。

水素を貯蔵する物質として、活性炭素繊維(activated carbon fiber)や水素化金属(metal hydrides)

が知られていますが、単位体積当たり取り出せるエネルギーの量や吸蔵物質の比重を考えると十分とは言えません。

単層ナノチューブは、束(バンドル)構造を採っていることが知られており、特に熱処理によりチューブ先端の

キャップを開けることによってチューブとチューブの間だけではなく、チューブの内側にも水素が貯蔵できると

考えられています。そのため非常に大きな比表面積を持ち、単位体積当たり多量のガスを貯蔵できることが期待されています。

参考として、以下に簡単な水素吸着サイト図を示します。




   

           水素吸着サイト図




米国エネルギー省の水素利用計画では、貯蔵される水素の重量比率(貯蔵システムの重量に対する水素の重量)

として6.5重量%という目標値が設定され、これを満たす材料の研究開発が繰り広げられています。

私達の研究室では、直径が約1.3nmの単層カーボンナノチューブに5.0重量%の水素が貯蔵されました。



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