Научным сотрудником Крыловой К.А. и ведущим научным сотрудником Баимовой Ю.А. совместно с коллегой из Института физики молекул и кристаллов УФИЦ РАН Лобзенко И.П. исследована адсорбция атома водорода корругированным графеном с разной амплитудой складок. Расчеты, полученные из первых принципов, показали, что появление складок улучшает сорбционную емкость графена.

Интерес исследователей к графену и материалам на его основе вызван тем, что он может применяться в качестве среды для хранения и транспортировки водорода благодаря тому, что он обладает химической инертностью и высокой прочностью. Поэтому немало научных работ посвящено тщательному изучению адсорбции водорода углеродными структурами, и графена в частности. Однако сорбционная способность скомканного графена до сих пор недостаточно исследована.

В статье, опубликованной авторами в журнале 1-го квартиля (Lobzenko I., Baimova J., Krylova K. Hydrogen on graphene with low amplitude ripples: first-principles calculations // Chemical Physics, V. 530, 110608, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2019.110608), представлены результаты исследования адсорбции графеном атома водорода, находящегося внутри и снаружи складки разной амплитуды. Амплитуда складки графена менялась за счет приложения сжимающей деформации.

Авторами установлено, что при изменении амплитуды складок графена энергия связи атома водорода, находящегося внутри складки, может быть уменьшена примерно на 25% по сравнению с адсорбцией на плоском графене. В то время как энергия связи атома водорода, присоединенного извне складки, при изменении амплитуды складки графена увеличивается на 80% по сравнению с энергией связи водорода на плоском графене. В связи с этим можно утверждать, что корругирование графена, например с помощью гидростатического сжатия, приведет к росту его сорбционной способности. Это в свою очередь расширяет перспективы применения углеродных структур на основе графена в качестве материалов, используемых для хранения и транспортировки водорода.