view in publisher's site

How to Design Hydrogen Storage Materials? Fundamentals, Synthesis, and Storage Tanks

Abstract As the world shifts toward renewable energy, the need for an effective energy carrier is pressing. Hydrogen has often been touted as a universal clean energy vector and the fuel of the future. Unfortunately, mass adoption of the hydrogen economy is slow due to a lack of incentives and technical difficulties in storing hydrogen. Better materials capable of reversible hydrogen uptake/release with hydrogen capacity surpassing 5 mass% at the ambient must emerge. So far, finding such materials has been elusive; alloys capable of ambient hydrogen uptake/release have a low storage capacity while high capacity hydrides have a very high hydrogen release temperature. From metal alloys to complex hydrides, a better understanding of the behavior of hydrogen in hydrides is essential to fine‐tune their properties toward application. Herein, the latest approaches to design hydrogen storage materials based on known hydrides are reviewed with the aim to facilitate the emergence of alternative thinking toward the design of better hydrogen storage materials. Synthetic methods and conceptual approaches to achieve particular hydrogen thermodynamics and kinetics are discussed. These include metallurgical alloying, mechanochemical modification, chemical destabilization, the nanosizing approach, and theoretical modeling and machine learning techniques to guide experimental work.

چگونه مواد ذخیره‌سازی هیدروژن را طراحی کنیم؟ اصول، سنتز و مخازن ذخیره‌سازی

چکیده از آنجا که جهان به سمت انرژی تجدیدپذیر حرکت می‌کند، نیاز به یک حامل انرژی موثر فشار می‌آورد. هیدروژن اغلب به عنوان یک بردار انرژی پاک جهانی و سوخت آینده شناخته می‌شود. متاسفانه، اتخاذ انبوه اقتصاد هیدروژن به دلیل عدم وجود انگیزه‌ها و مشکلات فنی در ذخیره هیدروژن به کندی پیش می‌رود. مواد بهتر می‌توانند جذب هیدروژن بازگشتی / آزاد شدن هیدروژن با ظرفیت هیدروژن را تحمل کنند که از ۵ % % در محیط ممکن است پدیدار شود. تا کنون، یافتن چنین موادی وجود ندارد؛ آلیاژهای با قابلیت جذب / آزاد سازی هیدروژن محیط دارای ظرفیت ذخیره‌سازی پایین هستند در حالی که hydrides ظرفیت بالایی دارند که دمای انتشار هیدروژن بسیار بالایی دارند. از آلیاژهای فلزی گرفته تا hydrides پیچیده، درک بهتر رفتار هیدروژن در hydrides برای تنظیم خواص آن‌ها نسبت به کاربرد ضروری است. در اینجا، آخرین رویکردها برای طراحی مواد ذخیره‌سازی هیدروژن براساس hydrides شناخته‌شده مورد بررسی قرار می‌گیرند تا ظهور تفکر جایگزین به سمت طراحی مواد ذخیره‌سازی بهتر هیدروژن را تسهیل کنند. روش‌های مصنوعی و رویکردهای مفهومی برای رسیدن به ترمودینامیک مشخص و سینتیک شیمیایی مورد بحث قرار می‌گیرند. این‌ها عبارتند از آلیاژ metallurgical، اصلاح ساختار شیمیایی، بی‌ثباتی شیمیایی، رویکرد nanosizing، و مدلسازی نظری و تکنیک‌های یادگیری ماشین برای هدایت کار تجربی.
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.