idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
Verschachtelte metallorganische Gerüste als
potenzielle neuartige Wasserstoffspeicher
Der Erfolg der Wasserstoff-Technologie zum Antrieb von Fahrzeugen steht und fällt mit der Speicherung des Wasserstoffs, für die bisher keine wirklich befriegende Lösung in Sicht ist. Ein Team aus Wissenschaftlern von der University of North Carolina und dem United States Department of Energy haben nun ein metall-organisches Material entwickelt, in dessen Hohlräumen Wasserstoffmoleküle "in der Falle sitzen" - vielleicht ein neuer Ausgangpunkt für das Design neuer Speichermedien.
Das Team um Wenbin Lin arbeitet mit Verbindungen aus dem Metall Zink und speziellen organischen Molekülen mit sechs oder acht aromatischen Sechsringen als zentralem Bauelement. Aromatische Ringe sind wichtig, weil sie eine starke Anziehung auf Wasserstoffmoleküle ausüben.
Wie sich zeigte, kristallisieren derartige metall-organische Bausteine zu einem dreidimensionalen Gitter mit sehr großen würfelförmigen Hohlräumen. Das Besondere dabei: Vier dieser Gitter sind ineinander geschoben und durchdringen sich gegenseitig. Entsprechend verkleinern sich die kubischen Hohlräume. Über offene Kanäle sind diese winzigen "Höhlen" von außen zugänglich. Im frischen Kristall sind sie zunächst durch Lösungsmittelmoleküle unregelmäßig besetzt. Diese "Gäste" können leicht vollständig entfernt werden, ohne dass das Gerüst kollabiert.
Die leeren Höhlen können Wasserstoffmoleküle aufnehmen. Bei einem Druck von 48 bar gelang es, 1,12 (Verbindung mit sechs Ringen) bzw. 0,98 Gewichtsprozent (Verbindung mit acht Ringen) Wasserstoff darin zu speichern - und auch wieder freizusetzen. Diese Speicherkapazität entspricht etwa der von Kohlenstoffnanoröhrchen, einem Material, das ebenfalls als Wasserstoffspeicher in der Diskussion ist. Gegenüber den Rekordhaltern in der eigenen Klasse der metallorganischen porösen Gerüste sind die zwei Neulinge nur wenig unterlegen. Diese Klassenbesten verdanken ihre Überlegenheit ihrer um das Fünf- bis Zehnfache größeren inneren Oberfläche.
Wie schaffen es also die beiden neuen metallorganischen Gerüste ohne eine besonders hohe Oberfläche oder ein besonders großes Porenvolumen, Wasserstoff doch so gut zu speichern? Wegen der mehreren ineinander verschachtelten Gitter kommen die Wasserstoffmoleküle in den Hohlräumen mit einer größeren Anzahl aromatischer Ringe in Kontakt als bei Poren in einem gewöhnlichen Einzelgitter. Der Wasserstoff sitzt regelrecht in der Falle. "Dieser Fallenmechanismus unserer aromatenreichen sich stark durchdringenden Gitterstrukturen" sagt Lin, "könnte einen neuen Weg weisen für die Entwicklung effektiver metallorganischer Wasserstoffspeicher."
Kontakt: Prof. Dr. W. Lin
Department of Chemistry
CB#3290
University of North Carolina
Chapel Hill
NC 27599
USA
Tel.: (+1) 919-962-6320
Fax: (+1) 919-962-2388
E-mail: wlin@unc.edu
Angewandte Chemie Presseinformation Nr. 1/2005
Angew. Chem. 2005, 117 (1), 74 - 77
? ANGEWANDTE CHEMIE
Postfach 101161
D-69451 Weinheim
? Tel.: 06201/606 321
? Fax: 06201/606 331
? E-Mail: angewandte@wiley-vch.de
? http://www.angewandte.org
Criteria of this press release:
Biology, Chemistry, Electrical engineering, Energy
transregional, national
Research results
German
You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.
You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).
Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.
You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).
If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).
