Hydrogen storage in carbon nanotubes

Journal of Nanoscience and Nanotechnology

Volumn 3, Issue 1-2, 2003, Pages 3-17

  Hirscher, M ^a,b,c,d,e   Becher, M ^a,b  

^a MAX PLANCK INSTITUTE FOR INTELLIGENT SYSTEMS   (Germany)

^b UNIVERSITY OF STUTTGART   (Germany)

^c OREGON STATE UNIVERSITY   (United States)

^d MAX PLANCK INSTITUTE   (Germany)

^e UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA   (United States)

Author keywords

Carbon Fibers; Carbon Nanotubes; Chemisorption; Hydrogen Storage; Physisorption

Indexed keywords

CARBON NANOTUBE; HYDROGEN;

ABSORPTION; CALCULATION; CAR; ENVIRONMENTAL TEMPERATURE; NANOTECHNOLOGY; PRESSURE; REVIEW; ROOM TEMPERATURE; STORAGE; TEMPERATURE SENSITIVITY; ADSORPTION; CHEMICAL MODEL; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; COMPUTER SIMULATION; CONFORMATION; ELECTROCHEMISTRY; HYDROGEN BOND; ISOLATION AND PURIFICATION; MACROMOLECULE; METHODOLOGY; POWER SUPPLY;

ADSORPTION; COMPUTER SIMULATION; ELECTRIC POWER SUPPLIES; ELECTROCHEMISTRY; HYDROGEN; HYDROGEN BONDING; MACROMOLECULAR SUBSTANCES; MODELS, CHEMICAL; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR CONFORMATION; NANOTECHNOLOGY; NANOTUBES, CARBON;

EID: 0042385002     PISSN: 15334880     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1166/jnn.2003.172     Document Type: Review

References (108)

1. J. Töpler, O. Bernauer, and H. Buchner, J. Mater. Energy Syst. 4, 3 (1980).
2. J. Töpler and K. Feucht, Z. Physik. Chem. NF 164, 1451 (1989).
3. G. Sandrock, J. Alloys Comp. 293-295, 877 (1999).
4. S. Hynek, W. Fuller, and J. Bentley, Int. J. Hydrogen Energy 22, 601 (1997).
5. A. Zaluska, L. Zaluski, and J. O. Ström-Olsen, Appl. Phys. A 72, 157 (2001).
6. J. Huot, G. Liang, and R. Schulz, Appl. Phys. A 72, 167 (2001).
7. S. Orimo and H. Fujii, Appl. Phys. A 72, 167 (2001).
8. H. Reule, M. Hirscher, A. Weißhardt, and H. Kronmüller, J. Alloys Compd. 305, 246 (2000).
9. B. Bogdanovic and M. Schwickardi, J. Alloys Compd. 253-254, 1 (1997).
10. C. M. Jensen and K. J. Gross, Appl. Phys. A 72, 213 (2001).
11. S. Iijima, Nature 354, 56 (1991).
12. T. W. Ebbesen and P. M. Ajayan, Nature 358, 220 (1992).
13. C. Journet, W. K. Maser, P. Bernier, A. Loiseau, M. Lamy de la Chapelle, S. Lefrant, P. Deniard, R. Lee, and J. E. Fischer, Nature 388, 756 (1997).
14. S. Amelinckx, X. B. Zhang, S. Bernaerts, X. F. Zhang, V. Ivanov, and J. B. Nagy, Science 265, 635 (1994).
15. A. Thess, R. Lee, P. Nikolaev, D. Hongjie, P. Petit, J. Robert, C. Xu, Y. H. Lee, S. C. Kim, A. G. Rinzler, D. T. Colbert, G. E. Scuseria, D. Tomanek, J. E. Fischer, and R. E. Smalley, Science 273, 483 (1996).
16. J. H. Hafner, M. J. Bronikowski, B. R. Azamian, P. Nikolaev, A. G. Rinzler, D. T. Colbert, K. A. Smith, and R. E. Smalley, Chem. Phys. Lett. 296, 195 (1998).
17. S. N. Klyamkin, K. Metenier, D. E. Sklovsky, S. Bonnamy, and F. Beguin, Carbon (1999).
18. C. K. W. Adu, G. U. Sumanasekera, B. K. Pradhan, H. E. Romero, and P. C. Eklund, Chem. Phys. Lett. 337, 31 (2001).
19. K. A. Williams and P. C. Eklund, Chem. Phys. Lett. 320, 352 (2000).
20. M. S. Dresselhaus, K. A. Williams, and P. C. Eklund, MRS Bull. 45, 11 (1999).
21. A. G. Rinzler, J. Liu, H. Dai, A. Nikolaev, C. B. Huffman, F. J. Rodriguez-Macias, P. J. Boul, D. Heymann, D. T. Colbert, R. S. Lee, J. E. Fischer, A. M. Rao, P. C. Eklund, and R. E. Smalley, Appl. Phys. A 67, 29 (1998).
22. Y. Ye, C. C. Ahn, C. Witham, B. Fultz, J. Liu, A. G. Rinzler, D. Colbert, K. A. Smith, and R. E. Smalley, Appl. Phys. Lett. 74, 2307 (1999).
23. A. C. Dillon, T. Gennett, K. M. Jones, J. L. Alleman, P. A. Parilla, and M. J. Heben, Adv. Mater. 11, 1354 (1999).
24. M. Hirscher, M. Becher, M. Haluska, U. Dettlaff-Weglikowska, A. Quintel, G. S. Duesberg, Y. M. Choi, P. Downes, M. Hulman, S. Roth, I. Stepanek, and P. Bernier, Appl. Phys. A 72, 129 (2001).
25. M. Holzinger, A. Hirsch, P. Bernier, G. S. Duisberg, M. Burghard, and S. Roth, Appl. Phys. A 70, 599 (2000).
26. U. Dettlaff-Weglikowska and S. Roth, in AIP Conference Proceedings of the XV International Winterschool/Euroconference Kirchberg, Tirol, Austria, American Institute of Physics, Melville, New York, 591, 171 (2001).
27. J. Liu, A. G. Rinzler, H. Dai, J. H. Hafner, R. K. Bradley, P. J. Boul, A. Lu, T. Iverson, K. Shelimov, C. B. Huffman, F. Rodriguez-Macias, Y. S. Shon, T. R. Lee, D. T. Colbert, and R. E. Smalley, Science 280, 1253 (1998).
28. A. C. Dillon, T. Gennett, J. L. Alleman, K. M. Jones, K. E. H. Gilbert, P. A. Parilla, and M. J. Heben, in Proceedings of the 2000 U.S. DOE Hydrogen Program Review, National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado, NREL/CP-507-28890, (2000). (see www.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/ hydrogen/annual_review2001.html)
29. A. C. Dillon, K. E. H. Gilbert, J. L. Alleman, T. Gennett, K. M. Jones, P. A. Parilla, and M. J. Heben, in Proceedings of the 2001 U.S. DOE Hydrogen Program Review, National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado, NREL/CP-570-30535, (2001). (see www.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/ hydrogen/annual_review2001.html)
30. I. Stepanek, G. Maurin, P. Bernier, L. Gavillet, A. Loiseau, R. Edwards, and O. Jaschinski, Chem. Phys. Lett. 331, 125 (2000).
31. S. Orimo, G. Majer, T. Fukunaga, A. Züttel, L. Schlapbach, and H. Fujii, Appl. Phys. Lett. 75, 3093 (1999).
32. M. Hirscher, M. Becher, M. Haluska, A. Quintel, V. Skakalova, Y. M. Choi, U. Dettlaff-Weglikowska, S. Roth, I. Stepanek, P. Bernier, A. Leonhardt, and J. Fink, J. Alloys Compd. 330-332, 654 (2002).
33. M. Haluska et al., in AIP Conference Proceedings of the XV International Winterschool/Euroconference Kirchberg, Tirol, Austria, American Institute of Physics, Melville, New York, 591, 603 (2001).
34. Y. Y. Fan, B. Liao, M. Liu, Y. L. Wie, M. Q. Lu, and H. M. Cheng, Carbon 37, 1649 (1999).
35. H. M. Cheng, C. Liu, Y. Y. Fan, F. Li, G. Su, L. L. He, and M. Liu, Z. Metallkunde 91, 306 (2000).
36. B. K. Gupta and O. N. Srivastava, Int. J. Hydrogen Energy 25, 825 (2000).
37. B. K. Gupta and O. N. Srivastava, Int. J. Hydrogen Energy 26, 857 (2001).
38. G. Stan and M. W. Cole, Surf. Sci. 395, 280 (1997).
39. M. Rzepka, P. Lamp, and M. A. de la Casa, J. Phys. Chem. B 102, 10894 (1998).
40. Q. Wang and J. K. Johnson, J. Chem. Phys. 110, 577 (1998).
41. Q. Wang and J. K. Johnson, J. Phys. Chem. B 103, 277 (1999).
42. A. Chambers, C. Park, R. Baker, and N. M. Rodriguez, J. Phys. Chem. B 102, 4253 (1998).
43. F. Darkim, J. Vermesse, P. Malbrunot, and D. Levesque, J. Chem. Phys. 110, 4020 (1999)
44. F. Darkim and D. Levesque, J. Phys. Chem. B 104, 6773 (2000).
45. Q. Wang and J. K. Johnson, J. Phys. Chem. B 103, 4809 (1999).
46. Y. F. Yin, T. Mays, and B. McEnaney, Langmuir 16, 10521 (2000).
47. A. C. Dillon, K. M. Jones, A. Bekkedahl, C. H. Kiang, D. S. Bethune, and M. J. Heben, Nature 386, 377 (1997).
48. S. M. Lee and Y. H. Lee, Appl. Phys. Lett. 76, 2877 (2000).
49. S. M. Lee, K. S. Park, Y. C. Choi, Y. S. Park, J. M. Bok, D. J. Bae, K. S. Nahm, Y. G. Choi, S. C. Yu, N. Kim, T. Frauenheim, and Y. H. Lee, Synth. Met. 113, 209 (2000).
50. S. M. Lee, L. H. An, W. S. Kim, Y. H. Lee, Y. S. Park, G. Seifert, and T. Frauenheim, Synth. Met. 121, 1189 (2001).
51. S. M. Lee, K. H. An, Y. H. Lee, G. Seifert, and T. Frauenheim, J. Am. Chem. Soc. 123, 5059 (2001).
52. Y. Ma, Y. Xia, M. Zhao, R. Wang, and L. Mei, Phys. Rev. B 63, 115422 (2001).
53. K. Tada, S. Furuya, and K.Watanabe, Phys. Rev. B 63, 155405 (2001).
54. G. E. Froudakis, NanoLetters 1, 179 (2001).
55. C. W. Baulischer, Chem. Phys. Lett. 322, 237 (2000).
56. C. W. Baulischer, NanoLetters 1, 223 (2001).
57. T. Yildrim, O. Gülseren, and S. Ciraci, Phys. Rev. B 64, (2001).
58. O. Gülseren, T. Yildirim, and S. Ciraci, Phys. Rev. Lett. 87, 116802 (2001).
59. P. Chen, X. Wu, J. Lin, and K. L. Tan, Science 285, 91 (1999).
60. R. T. Yang, Carbon 38, 623 (2000).
61. F. E. Pinkerton, B. G. Wicke, C. H. Olk, G. G. Tibbetts, G. P. Meisner, M. S. Meyer, and J. F. Herbst, J. Phys. Chem. 104, 9460 (2000).
62. V. Meregalli and M. Parrinello, Appl. Phys. A 72, 143 (2001).
63. G. E. Froudakis, NanoLetters 1, 531 (2001).
64. S. Letardi, M. Celino, F. Cleri, and V. Rosato, Surf. Sci. 496, 33 (2002).
65. H. Cheng, G. P. Pez, and A. C. Cooper, J. Am. Chem. Soc. 123, 5845 (2001).
66. A. Sievert, Z. Phys. Chem. 60, 129 (1907).
67. G. Friedlmeier, M. Schaaf, and M. Groll, Z. Phys. Chem. NF 183, 185 (1994).
68. M. J. Benham and D. K. Ross, Z. Phys. Chem. NF 163, 25 (1989).
69. N. Mommer, M. Hirscher, F. Cuevas, and H. Kronmüller, J. Alloys Compd. 266, 255 (1998).
70. F. von Zeppelin, M. Haluska, and M. Hirscher, submitted to Thermochimica Acta.
71. C. Nützenadel, A. Zùttel, D. Chartouni, and L. Schlapbach, Electrochem. Sol. Stat. Lett. 2, 30 (1999).
72. A. Züttel, C. Nützenadel, P. Sudan, P. Mauron, C. Emmenegger, S. Rentsch, L. Schlapbach, A. Weidenkaff, and T. Kiyobayaschi, J. Alloys Compd. 320-332, 676 (2001).
73. C. Park, P. E. Anderson, A. Chambers, C. D. Tan, R. Hidalgo, and N. M. Rodriguez, J. Phys. Chem. 103, 10572 (1999).
74. C. C. Ahn, Y. Ye, B. V. Ratnakumar, C. Witham, R. C. Bowman, and B. Fultz, Appl. Phys. Lett. 73, 3378 (1998).
75. E. Poirier, R. Chahine, and T. K. Bose, Int. J. Hydrogen Energy 26, 831 (2001).
76. G. G. Tibbetts, G. P. Meisner, and C. H. Olk, Carbon 39, 2291 (2001).
77. M. Ritschel, M. Uhlemann, O. Gutfleisch, A. Leonhardt, A. Graff, C. Täschner, and J. Fink, Appl. Phys. Lett. 80, 2985 (2002).
78. R. Ströbel, L. Jörissen, T. Schliermann, V. Trapp, W. Schütz, K. Bohmhammel, G. Wolf, and J. Garche, J. Power Sources 84, 221 (1999).
79. A. R. Harutyunyan, B. K. Pradhan, T. Tokune, Y. Fujiwara, and P. C. Eklund, in Procceedings of the 25th International Conference on Carbon, CARBON '01, American Carbon Society, July 14-19, Lexington, KY (2001).
80. X. B. Wu, P. Chen, J. Lin, and K. L. Tan, Int. J. Hydrogen Energy 25, 261 (2000).
81. Y. Chen, D. T. Shaw, X. D. Bai, E. G. Wang, C. Lund, W. M. Lu, and D. L. Chung, Appl. Phys. Lett. 78, 2128 (2001).
82. X. D. Bai, D. Zhong, G. Y. Zhang, X. C. Ma, S. Liu, E. G. Wang, Y. Chen, and D. T. Shaw, Appl. Phys. Lett. 79, 1552 (2001).
83. H. Zhu, A. Cao A. X. Li, C. Xu, Z. Mao, D. Ruan, J. Liang, and D. Wu, Surf. Sci. 178, 50 (2001).
84. A. Cao, H. Zhu, X. Zhang, X. Li, D. Ruan, C. Xu, B. Wei, J. Liang, and D. Wu, Chem. Phys. Lett. 342, 510 (2001).
85. M. de Forcrand, Ann. Chim. Phys. 15, 433 (1908).
86. Gmelin, Handbuch der anorganischen Chemie, Verlag Chemie, Berlin (1927), p. 71.
87. V. Skakalova, A. Quintel, Y. M. Choi, S. Roth, M. Becher, and M. Hirscher, Chem. Phys. Lett. 365, 333 (2002).
88. C. M. Brown, T. Yildrim, D. A. Neumann, M. J. Heben, T. Gennett, A. C. Dillon, J. L. Alleman, and J. E. Fischer, Chem. Phys. Lett. 329, 311 (2000).
89. P. A. Parilla, A. C. Dillon, T. Gennett, J. L. Alleman, K. M. Jones, and M. J. Heben, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 633, A14.36.1 (2001).
90. A. C. Dillon, K. E. H. Gilbert, P. A. Parilla, J. L. Alleman, G. L. Hornyak, K. M. Jones, and M. J. Heben, in Proceedings of the 2002 U.S. DOE Hydrogen Program Review, National Renewable Energy Laboratory, Golden, Colorado, NREL/CP-610-32405 (2002). (see www.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/ hydrogen/annual_review2002.html)
91. J. L. Delplancke, J. Dille, J. Reisse, G. J. Long, A. Mohan, and F. Grandjean, Chem. Mater. 12, 946 (2000).
92. IEA/DOE/SNL On-line hydride database, http.//hydpark.ca.sandia.gov.
93. C. Liu, Y. Y. Fan, M. Liu, H. T. Cong, H. M. Cheng, and M. S. Dresselhaus, Science 286, 1127 (1999).
94. C. Liu, Q. H. Yang, Y. Tong, H. T. Cong, and H. M. Cheng, Appl. Phys. Lett. 80, 2389 (2002).
95. X. Chen, M. Haluska, U. Dettlaff-Wegliskowska, M. Hirscher, M. Becher, and S. Roth, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 706, Z9.11.1 (2002).
96. M. R. Smith, E. Bittner, and B. Bockrath, in Proceedings of the 25th International Conference on Carbon, CARBON '01, American Carbon Society, July 14-19, Lexington, Ky, Paper no. 36.5 (2000).
97. B. K. Pradhan, A. Harutyunyan, D. Stojkovic, P. Zhang, M. W. Cole, V. Crespi, H. Goto, J. Fujiwara, and P. C. Eklund, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 706, Z10.3.1 (2002).
98. C. Zandonella, Nature 410, 734 (2001).
99. R. Dagani, Chem. Eng. News 80, No. 2, 25 (2002).
100. A. Züttel, P. Sudan, P. Mauron, C. Emmenegger, T. Kiyobayashi, and L. Schlapbach, in 6th International Symposium on Electrochemical/ Chemical Reactivity of Amorphous and Nanocrystalline Materials, Mount-Tremblant, Quebec, Canada, February 7-9 (2001).
101. L. Schlapbach and A. Züttel, Nature 414, 353 (2001).
102. M. G. Nijkamp, J. E. M. J. Raaymakers, A. J. van Dillen, and K. P. de Jong, Appl. Phys. A 72, 619 (2001).
103. N. Rajalakshmi, K. S. Dhathathreyan, A. Govindaraj, and B. C. Satiskumar, Electrochim. Acta 45, 4511 (2000).
104. S. Pekker, J. P. Salvetat, E. Jakab, J. M. Bonard, and L. Forro, J. Phys. Chem. B 105, 7938 (2001).
105. S. Orimo, T. Matsushima, H. Fujii, T. Fukunaga, and G. Majer, J. Appl. Phys. 90, 1545 (2001).
106. A. Evard, A. P. Voit, S. K. Gordev, and I. E. Gabis, Mater. Sci. 36, 499 (2000).
107. R. G. Ding, G. Q. Lu, Z. F. Yan, and M. A. Wilson, J. Nanosci. Nanotechnol. 1, 7 (2001).
108. P. G. Collins, K. Bradley, M. Ishigami, and A. Zettl, Science 287, 1801 (2000).