E-Locus - Ιδρυματικό Καταθετήριο Πανεπιστημίου Κρήτης - Θεωρητική Μελέτη Αποθήκευσης Υδρογόνου σε Νανοϋλικά

Αρχική Θεωρητική Μελέτη Αποθήκευσης Υδρογόνου σε Νανοϋλικά

Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες

[Προσθήκη στο καλάθι]

Κωδικός Πόρου

000288871

Τίτλος

Θεωρητική Μελέτη Αποθήκευσης Υδρογόνου σε Νανοϋλικά

Άλλος τίτλος

Theoretical Study of Hydrogen Storage in Nanomaterials

Συγγραφέας

Μπουρμπάκης, Ιωάννης

Σύμβουλος διατριβής

Φρουδάκης, Γεώργιος

Περίληψη

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή πραγματοποιήθηκε συστηματική, από «πρώτες αρχές» θεωρητική μελέτη του προβλήματος της αποθήκευσης υδρογόνου σε νανο-υλικά, με τη χρήση καταλλήλων υπολογιστικών τεχνικών και μεθόδων. Εξετάστηκε αρχικά με τη χρήση διαφορετικών συναρτησιακών της θεωρίας συναρτησιακού της ηλεκτρονιακής πυκνότητας (DFT) καθώς και με ακριβείς μεθόδους υπολογισμού της ηλεκτρονιακής συσχέτισης, η αλληλεπίδραση μοριακού υδρογόνου με νανοσωλήνες άνθρακα. Με αυτόν τον τρόπο έγινε αποτίμηση της DFT μεθόδου στην περιγραφή του προβλήματος της αποθήκευσης υδρογόνου. Στη συνέχεια εξετάστηκε η αλληλεπίδραση μοριακού υδρογόνου με πορώδη υλικά όπως είναι οι νανοσωλήνες άνθρακα (Carbon NanoTubes, CNTs), οι νανοσωλήνες βορίου-αζώτου (Boron-Nitride NanoTubes), οι νανοσωλήνες πυριτίου-άνθρακα (Silicon-Carbon NanoTubes, SiCNTs) και οι νανοπάπυροι άνθρακα (Carbon NanoScrolls, CNSs). Ακόμα, εξετάστηκε η αλληλεπίδραση υδρογόνου με εμπλουτισμένους με αλκάλια CNTs και CNSs. Τα αποτελέσματα συνοψίζονται ως εξής: α) Οι CNTs δεσμεύουν μοριακό υδρογόνο με πολύ μικρή ενέργεια δέσμευσης (φυσιορρόφηση). Καθώς αυξάνει η καμπυλότητα των CNTs, αυξάνει και η ενέργεια δέσμευσης του Η2, ωστόσο, η αποδοτική αποθήκευση υδρογόνου στους CNTs δεν είναι εφικτή. β) Οι εμπλουτισμένοι με αλκάλια CNTs, οι SiCNTs και οι BNNTs αποτελούν καλύτερα υλικά από τους CNTs για την αποθήκευση υδρογόνου, καθώς αυξάνει δραματικά η ενέργεια δέσμευσης του Η2 στα τοιχώματά τους. γ) Η ενέργεια δέσμευσης των ατομικών αλκαλίων αυξάνει σε περιοχές των CNTs με δομικές παραμορφώσεις. Υλικά με δομικές παραμορφώσεις όπως οι χακελίτες άνθρακα (HNTs) αποτελούν καλύτερα υλικά από τους CNTs για την αποθήκευση λιθίων (εφαρμογή στις μπαταρίες λιθίου). δ) Οι CNSs εφόσον τροποποιηθούν με την εισαγωγή αλκαλίων στο εσωτερικό τους και άνοιγμα των φύλλων τους, μπορούν να αποθηκεύσουν υδρογόνο με μεγαλύτερες ενέργειες δέσμευσης από ότι οι CNTs.

Φυσική περιγραφή

viii, 147 σ. : εικ. ; 30 εκ.

Γλώσσα

Ελληνικά

Θέμα

Ab-initio

Alkali doping

Density functional theory

Hydrogen storage

Nanomaterials

Nanotubes

Αποθήκευση υδρογόνου