New 2D materials computational design for hydrogen storage applications - Jihad LABROUSSE (CNRST, 2022)
Lorsqu'il est utilisé dans une pile à combustible ou un moteur à combustion, l'hydrogène est un combustible propre, abondant et très efficace sur le plan énergétique, sans émissions, ce qui en fait un combustible idéal. Néanmoins, l'énorme potentiel de l'hydrogène reste inexploité, principalement en raison des problèmes liés au stockage et à la production d'hydrogène à l'échelle commerciale. Il existe de nombreuses façons de stocker l'hydrogène, les matériaux à base de carbone étant l'une d'entre elles, nous avons choisi d'améliorer les propriétés de transport, d'électronique et de stockage du graphène en construisant des structures compactes avec des feuilles de graphène. La physisorption de la molécule d'H2 sur BC7, BC3, AlC3, ZnC3, et GeC3, montre une grande capacité gravimétrique de 10,40 % en poids, 10,51 % en poids, 11,8 % en poids, 7,73 % en poids et 7,25 % en poids, respectivement. La température d'hydrogénation/déshydrogénation (désorption) pour les surfaces précédentes a été trouvée à 177,00 K, 205,33 K, 173,35 K, 215,55 K, 224,25 K, respectivement. Les températures de désorption des molécules d'H2 et la capacité gravimétrique indiquent que les monocouches BC7, BC3, AlC3, ZnC3 et GeC3 pourraient fonctionner comme des substrats de stockage réversible de l'hydrogène. Par conséquent, les résultats révèlent que les monocouches de substrats précédentes constituent un moyen prospectif, efficace, réversible et de grande capacité gravimétrique pour le stockage de l'hydrogène dans des conditions réalisables.
Keywords: Physical Science; Condensed Matter Physics and Materials Science; Monocouche; adsorption d'hydrogène; calcul des premiers principes; température de désorption; capacité gravimétrique; énergie d'activation