بررسی تاثیرات دما و فشار بر مقدار جذب هیدروژن بر دسته نانولوله های کربنی به وسیله دینامیک مولکولی

استفاده از سوخت هیدروژنی به عنوان یکی از منابع جایگزین سوخت های فسیلی، اهمیت فراوانی دارد. در این میان، ذخیره سازی هیدروژن یکی از چالش های مهم و بزرگ استفاده از سوخت هیدروژنی است، بنابراین، جذب و ذخیره سازی هیدروژن با نانولوله های کربنی اهمیت زیادی پیدا کرده است. جذب هیدروژن در نانولوله های کربنی بستگی به عوامل فیزیکی متفاوتی دارد که از مهمترین آن ها دما و فشار است. هدف ازاین پژوهش، مطالعه تاثیرات دما و فشار بر مقدار جذب هیدروژن بر دسته نانولوله های کربنی است. در این پژوهش، با شبیه سازی دینامیک مولکولی، مقدار جذب هیدروژن بر یک دسته از نانولوله های کربنی بررسی شده و سپس، تغییرات فشار و دما مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که مقدار جذب هیدروژن وابستگی زیادی به دما و فشار دارد به گونهای که در دماهای پایین مقدار جذب به شکل قابل توجه ای افزایش می یابد. از نتایج به دست آمده مشخص شد که در یک دسته نانولوله کربنی چهارتایی و در دماهای بین 110تا 210کلوین مقدار جذب ثابت مانده ولی با کاهش دما از 110تا 50کلوین مقدار جذب به صورت خطی و با شیب قابل توجه ای افزایش می یابد. همچنین، نتایج نشان م یدهد که تغییرات فشار با دما به صورت خطی و از مرتبه اول است.

Study of temperature and pressure effects on the adsorption of hydrogen on carbon nanotubes bundle by molecular dynamics simulation

The use of hydrogen fuel is of great importance as an alternative to fossil fuels. Storage of hydrogen isone of the major challenges of using this fuel, so study of the absorption and storage of hydrogen by carbon nanotubes is essential. The absorption of hydrogen in carbon nanotubes depends on various physical factors, that the most important of these factors are temperature and pressure. The aim of this study was to evaluate the effects of temperature and pressure on the hydrogen adsorption of the nanotube bundle. In this study, the amount of hydrogen absorption on carbon nanotube bundle was studied by molecular dynamics simulation, and then analyzed pressure and temperature variations. Hydrogen adsorption simulations were carried out on a quad carbon nanotube bundle and in nine different  temperatures from 50 Kelvin to 200 Kelvin. The results show that hydrogen adsorption is highly dependent on temperature and pressure, so that the amount of adsorption increases significantly at low temperatures. It was found that the amount of adsorption was constant in a carbon nanotube bundle at temperatures range of 110 to 210 K, and was linear with increasing of temperature from 50 to 110 K. The results also show that the pressure variations are linear as first order with the temperature.