Nanomolekylære origami-æsker har et stort løfte om energilagring

(Phys.org) —Hvis du tror, ​​at dine origamifærdigheder ikke kan slås – prøv dette:(1) brug verdens tyndeste materiale, (2) få origamien til at folde og udfolde sig selv, og (3) pak nok brintatomer i din lille origamiboks til at overgå fremtidige amerikanske mål for brintenergilagringsenheder. Forskere fra University of Maryland har gjort alle tre.

Grafen er verdens tyndeste materiale, kun et atom tykt. Maskiningeniører Shuze Zhu og Teng Li har fundet ud af, at de kan få små firkanter af grafen til at folde til en kasse, som vil åbne og lukke sig selv som reaktion på en elektrisk ladning.

Se en video af, hvordan Nanobox åbner og lukker:

Inde i kassen, de har gemt brintatomer, og har gjort det mere effektivt, end man troede var muligt. Ifølge det amerikanske energiministerium (DOE), brintlagring er en vigtig muliggørende teknologi til fremme af brint- og brændselscellekraftteknologier inden for transport, stationær, og bærbare applikationer. DOE søger efter måder at gøre lagring af energi med brint til en praktisk mulighed. Afdelingens mål omfatter:inden 2017 udvikling af teknikker, der muliggør pakning i 5,5 vægtprocent brint, og i 2020, strækker denne præstation til 7,5 procent.

Lis team har allerede krydset disse tærskler, med en brintlagringsdensitet på 9,5 vægtprocent brint. Holdet har også demonstreret potentialet til at nå en endnu højere tæthed, og at gøre det er et fremtidigt forskningsmål.

"Ligesom papirorigami, der kan lave komplicerede 3D-strukturer fra 2D-papir, graphene origami giver os mulighed for at designe og fremstille kulstof nanostrukturer, der ikke er naturligt eksisterende, men med ønskelige egenskaber, " sagde Li. "Vi har lavet nano-kurve, samt disse nye nano-bure til at holde brint og andre molekylære laster."