Гідрофуллерит С₆₀Н₆₀

Анотація

Фуллерен є четвертою алотропною формою вуглецю. Такі властивості, як об’ємна (8,25⋅10²² атомів H/см³ ), масова (7,7 мас.% H) і електрохемічна (2000 мА⋅год./г) місткості фуллериту перевершують багато аналогічних властивостей металогідридів та вуглеводнів. Розв"язання проблеми реверсивного гідрування кожного атома вуглецю в каркасі фуллеренової молекули уможливить створити сховище водню з місткістю до 7,7 мас.% H. У цій роботі оцінено повну воднемісткість фуллериту С₆₀; експериментально одержано гідрофуллерени з різним вмістом водню; визначено оптимальний режим гідрування С₆₀, що призводить до повного гідрування фуллеренової молекули С₆₀. З"ясовано, що послідовність утворення гідрованої фуллеренової молекули С₆₀Н₆₀ у фуллериті складається з: розчинення молекулярного водню в октапорах ГЦК-ґратниці фуллериту, дисоціації молекул при переході водню в тетраедричні порожнечі, взаємодії атома водню з молекулою фуллерену; показано, що процес хемосорбції водню молекулою С₆₀ після концентрації водню, що відповідає С₆₀Н_36, лімітується дифузійними процесами у фуллериті. Аналіз показав, що процес другої стадії хемосорбції підпорядковується моделі оболонки, що стискається; запропоновано модель взаємодії H₂ з фуллеритом C₆₀; запропоновано механізм визначення ступеня гідрування молекули С₆₀.