氢气在单壁碳纳米管束的吸附的密度泛函研究

作者利用密度泛函理论（DFT）计算了氢气在单壁碳纳米管束（SWNTs)中管内和管间的吸附。考察了温度，孔径以及压力对吸附的分子数密度，重量百分比，单位体积储存能力以及超额吸附量的影响。DFT计算发现，较大的孔径有利于氢气在SWNTs中的吸附且氢气在管隙中的吸附不可忽略。计算表明在77K和6MPa时，氢气在2.719mm的SWNTs的总的吸附的重量百分比分别可达到13.2wt%，这约是美国能源部（DOE）目标值的两倍，而单位体积储存能力在DOE目标值附近，而在300K和6MPa时，氢气在2.719nm的SWNTs的总的吸附的重量百分比仅为1.5wt%。通过实验结果与计算结果的比较表明，密度泛函理论的计算结果支持SWNTs有较高的吸附储氢能力的实验结论。