चार्ज किए गए एकल-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब में हाइड्रोजन अवशोषण का आणविक सिमुलेशन

चार्ज किए गए एकल-दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब (SWNTs) पर आणविक हाइड्रोजन गैस का अवशोषण ग्रैंड कैनोनिकल मोंटे कार्लो (GCMC) कंप्यूटर सिमुलेशन द्वारा अध्ययन किया जाता है। चार्ज किए गए (0.1 e/C) नैनोट्यूब के साथ हाइड्रोजन के चतुर्थाक्षीय क्षण और प्रेरित डाइपोल इंटरैक्शन के कारण अवशोषण में ∼10%–20% की वृद्धि होती है T=298 K और 15%–30% के लिए 77 K पर। लंबे समय तक इलेक्ट्रोस्टेटिक इंटरैक्शन दूसरी परत (एक्सोहेड्रल) अवशोषण को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ा देता है। हाइड्रोजन के अभिविन्यास-ऑर्डरिंग प्रभाव और नैनोट्यूब के इलेक्ट्रोस्टेटिक क्षेत्र में अवशोषण का अनीसोट्रोपी देखा गया। नैनोट्यूब एरेज की ज्यामिति को चार्ज, तापमान और दबाव के निश्चित मानों पर ऑप्टिमाइज़ किया गया। सामान्यतः, नकारात्मक चार्ज वाले नैनोट्यूब अधिक अवशोषण की ओर ले जाते हैं क्योंकि हाइड्रोजन का चतुर्थाक्षीय क्षण सकारात्मक होता है। गणना की गई आइसोथर्म्स से पता चलता है कि यहां तक कि चार्ज किए गए नैनोट्यूब एरेज सामान्य तापमान पर हाइड्रोजन परिवहन और भंडारण के लिए DOE लक्ष्य प्राप्त करने के लिए उपयुक्त सकुचन नहीं हैं, जब तक कि नैनोट्यूब पर चार्ज अवास्तविक रूप से बड़ा नहीं है।