由氮化硼納米管柱分隔的石墨烯層可能是用于在汽車中儲(chǔ)存氫燃料的合適材料。能源部已經(jīng)設(shè)定了儲(chǔ)氫材料的基準(zhǔn)，使氫成為輕型車輛的實(shí)用燃料。

一項(xiàng)新的計(jì)算研究中確定，柱撐氮化硼和石墨烯可能是候選材料。實(shí)驗(yàn)室通過(guò)計(jì)算機(jī)模型確定了彈性和彈性柱狀石墨烯結(jié)構(gòu)，隨后將氮化硼納米管加工成混合物，以模擬獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu)。（已經(jīng)制備了與石墨烯無(wú)縫結(jié)合的氮化硼納米管樣品。）正如建筑物中的支柱允許人們?cè)诘匕逯g騰出空間一樣，氮化硼石墨烯中的支柱為氫原子留下了空間。

挑戰(zhàn)是讓他們進(jìn)入并保持足夠，并根據(jù)需要退出。在最新的分子動(dòng)力學(xué)模擬中，研究人員發(fā)現(xiàn)柱撐石墨烯或柱撐氮化硼石墨烯提供了豐富的表面積（約每平方米2,547平方米），并且在環(huán)境條件下具有良好的可回收性。。他們的模型顯示，向材料中添加氧氣或鋰將使它們更好地與氫氣結(jié)合。

他們將模擬重點(diǎn)放在四種變體上：氮化硼柱撐結(jié)構(gòu)或摻雜氧或鋰的柱撐氮化硼石墨烯。在室溫和環(huán)境壓力下，氧摻雜的氮化硼石墨烯被證明是最好的，其重量占11.6％（重量）和約60g/L（體積容量）;很容易打敗多孔氮化硼，金屬氧化物骨架和碳納米管等競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)。

在-321華氏度的寒冷天氣中，氫氣中物質(zhì)的重量占其重量的14.77％。美國(guó)能源部目前的經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)存媒體目標(biāo)是在中等條件下儲(chǔ)存超過(guò)5.5％的重量和40克/升的氫氣。最終目標(biāo)是7.5％重量和70克每升。

由于范德瓦爾斯的弱力，氫原子被吸附在未摻雜的柱撐氮化硼石墨烯上。當(dāng)材料摻雜氧時(shí)，原子與混合物強(qiáng)烈結(jié)合并為進(jìn)入的氫產(chǎn)生更好的表面，可以在壓力下運(yùn)輸并在壓力釋放時(shí)撤回。由于電荷的性質(zhì)及其相互作用，向基板中添加氧氣為我們提供了良好的結(jié)合。已知氧氣和氫氣具有良好的化學(xué)親和力。氮化硼與石墨烯結(jié)合的極化特性和石墨烯本身的電子遷移率使得該材料在應(yīng)用中具有高度可調(diào)性。我們正在尋找的是最好的一點(diǎn)，他描述了理想的條件，表面積和材料重量之間的平衡，以及工作溫度和壓力。這只能通過(guò)計(jì)算建模來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槲覀兛梢苑浅？焖俚販y(cè)試許多變化。實(shí)驗(yàn)主義者需要幾個(gè)月才能完成。這些結(jié)構(gòu)應(yīng)該足夠強(qiáng)大，容易超出能源部的要求，也就是說(shuō)，氫燃料箱可以承受1500次充放電循環(huán)。