Научным сотрудником Крыловой К.А. и ведущим научным сотрудником Баимовой Ю.А. ИПСМ РАН совместно с коллегой из японского Toyota Technological Institute Лобзенко И.П. исследовалось влияние различных условий на физическую сорбцию молекулярного водорода в порах скомканного графена. С помощью молекулярно-динамического моделирования установлено, что сорбционная ёмкость скомканного графена может быть увеличена за счет приложения гидростатической деформации и снижения температуры. Полученные результаты дают возможность влиять на процесс разводораживания скомканного графена.

В водородной энергетике большое внимание уделяется исследованиям в области хранения и транспортировки газообразного и сжиженного водорода в различных твердых структурах, в том числе и в углеродных наноструктурах, поскольку доказано, что такой способ хранения наиболее выгодный. Сегодня наиболее перспективным в качестве среды для хранения водорода, являются углеродные материалы, а именно скомканный графен, представляющий собой трехмерную структуру, состоящую из изогнутых графеновых чешуек, связанных между собой силами Ван дер Ваальса. Это высокопористый материал с высокой удельной поверхностью, обладающий химической инертностью и высокой прочностью. В связи с этим он может применяться в качестве среды для хранения и транспортировки водорода. Однако сорбционная способность скомканного графена до сих пор недостаточно исследована.

В статье, опубликованной в журнале 2-го квартиля (Krylova K., Baimova J., Lobzenko I., Rudskoy A. Crumpled graphene as a hydrogen storage media^ Atomistic simulation // Physica B: Physics of Condensed Matter, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.physb.2020.412020) представлены результаты по улучшению сорбционной ёмкости водорода в скомканном графене за счет гидростатического сжатия структуры и снижения температуры. Предлагаемая методика позволяет контролировать процесс разводораживания структуры по температуре. Сжимающая деформация увеличивает температуру начала процесса разводораживания скомканного графена. Разводораживание недеформированного скомканного графена начинается при 100 K, а при сжатии на 40% разводораживание начинается при 150 K.

Полученные результаты моделирования расширяют перспективы применения углеродных структур на основе графена в качестве материалов, используемых для хранения и транспортировки водорода.