华科大谭必恩/王笑颜团队《Adv. Mater.》:低成本制备高比表面积超交联聚合物用于甲烷高效存储
2024-02-08 来源:高分子科技
天然气,以甲烷为主要成分,不仅储量充裕、成本效益高,而且在替代传统能源方面展现出巨大潜力。然而,甲烷的储存目前仍依赖于价格昂贵的大型储罐和多级别压缩系统。吸附式天然气(ANG)存储技术通过在燃料箱中使用纳米多孔材料作为吸附剂,利用物理吸附提升能量密度,从而在降低存储压力的同时增加存储效率。因而,研究和开发高性能吸附剂显得尤为关键。
图 1. 通过DBM溶剂编织策略和相应的构建单元合成SHCPs的途径。
图 2. SHCPs的氮气吸脱附等温线、孔径分布图以及由溶剂编织法制备的HCPs的SBET与催化剂/单体摩尔比的关系。
图 3. SHCP-3-Br和SHCP-3-Cl在273 K与298 K时的质量和体积甲烷吸脱附等温线以及甲烷工作容量的对比。
高压甲烷吸附测试显示,SHCP-3-Br在273 K和298 K下的质量和体积容量显著优于SHCP-3-Cl,这主要得益于SHCP-3-Br更高的比表面积和更大的孔体积。在273 K/100 bar的条件下,SHCP-3-Br展现出的甲烷总吸附量为0.53 g/g(232 cm3 (STP)/cm3),质量容量超过了美国能源部(DOE)的存储目标(0.5 g/g),这标志着其在商业化ANG技术应用中的潜力。综合来看,SHCP-3-Br凭借其超高孔隙率和卓越的成本效益,有望成为大规模车用甲烷存储技术中的低成本高容量ANG吸附剂候选材料。
文章链接:https://doi.org/10.1002/adma.202307579
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(责任编辑:xu)
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