Nanostructured adsorbents for hydrogen storage at ambient temperature: High-pressure measurements and factors influencing hydrogen spillover

RSC Advances

Volumn 3, Issue 46, 2013, Pages 23935-23952

  Wang, Lifeng ^a   Lachawiec Jr , Anthony J ^a   Yang, Ralph T ^a  

^a UNIVERSITY OF MICHIGAN   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADSORBENT MATERIALS; FURTHER DEVELOPMENT; HIGH PRESSURE HYDROGEN; HYDROGEN ECONOMY; HYDROGEN SPILL OVERS; METAL ORGANIC FRAMEWORK; POSSIBLE FUTURES; REPRODUCIBILITIES;

ADSORBENTS; CRYSTALLINE MATERIALS; HYDROGEN; HYDROGEN FUELS; TEMPERATURE;

HYDROGEN STORAGE;

EID: 84887361500     PISSN: None     EISSN: 20462069     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3ra44216k     Document Type: Review

References (174)

1. J. Sculley D. Yuan H.-C. Zhou Energy Environ. Sci. 2011 4 2721
2. S. Ma H.-C. Zhou Chem. Commun. 2010 46 44
3. D. Zhao D. Yuan H.-C. Zhou Energy Environ. Sci. 2008 1 222
4. R. T. Yang, Adsorbents: Fundamentals and Applications, Wiley, New York, 2003
5. H. Frost R. Q. Snurr J. Phys. Chem. C 2007 111 18794
6. S. V. Alapati J. K. Johnson D. S. Sholl J. Phys. Chem. B 2006 110 8769
7. M. P. Suh H. J. Park T. K. Prasad D. W. Lim Chem. Rev. 2012 112 782
8. P. Benard R. Chahine Scr. Mater. 2007 56 803
9. L. J. Murray M. Dinca J. R. Long Chem. Soc. Rev. 2009 38 1294
10. H. S. Cheng L. Chen A. C. Cooper X. Sha G. P. Pez Energy Environ. Sci. 2008 1 338
11. L. Wang R. T. Yang Energy Environ. Sci. 2008 1 268
12. L. Wang R. T. Yang Catal. Rev. 2010 52 411
13. USDOE, Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, The FreedomCAR and Fuel Partnership, Targets for Onboard Hydrogen Storage Systems for Light-Duty vehicles, https://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuel cells/storage/pdfs/targets-onboard-hydro-storage-explan ation.pdf, 2009.
14. C. Zlotea P. Moretto T. Steriotis Int. J. Hydrogen Energy 2009 34 3044
15. E. Poirier R. Chahine A. Tessier T. K. Bose Rev. Sci. Instrum. 2005 76 055101
16. R. T. Yang Carbon 2000 38 623
17. R. K. Agarwal J. S. Noh J. A. Schwarz P. Davini Carbon 1987 25 219
18. A. P. Vestbo J. O. Jensen N. J. Bjerrum J. Alloys Compd. 2007 446 703
19. H. W. Langmi A. Walton M. M. Al-Mamouri S. R. Johnson D. Book J. D. Speight P. P. Edwards I. Gameson P. A. Anderson I. R. Harris J. Alloys Compd. 2003 356 710
20. M. K. Haas J. M. Zielinski G. Dantsin C. G. Coe G. P. Pez A. C. Cooper J. Mater. Res. 2005 20 3214
21. M. A. Miller C.-Y. Wang G. N. Merrill J. Phys. Chem. C 2009 113 3222
22. R. T. Yang, Gas Separation by Adsorption Processes, Butterworth, Boston and London, 1987. Paperback edition, Imperial College Press, London, 1997
23. K. J. Gross Material Matters 2013 2 2
24. G. G. Tibbetts G. P. Meisner C. H. Olk Carbon 2001 39 2291
25. F. Darkrim P. Malbrunot G. P. Tartaglia Int. J. Hydrogen Energy 2002 27 193
26. A. J. Lachawiec, Jr. T. R. DiRamondo R. T. Yang Rev. Sci. Instrum. 2008 79 063906
27. A. J. Lachawiec, Jr. G. S. Qi R. T. Yang Langmuir 2005 21 11418
28. S. Sircar AIChE J. 2001 47 1169
29. J. E. Koresh T. H. Kim W. J. Koros J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1989 85 1537
30. S. Sircar, in Fundamentals of Adsorption, ed., K. Kaneko, H. Kanoh, and, Y. Hanzawa, IK International, Chiba, 2002, vol. 7, pp. 656-663
31. P. Parilla, DOE Hydrogen and Fuel Cell Program: Annual Merit Review Proceedings, 2013, ST014, Washington, D. C
32. P. Benard R. Chahine Langmuir 2001 17 1950
33. L. Zhou Y. Zhou Chem. Eng. Sci. 1998 53 2531
34. M. K. Haas J. M. Zielinski G. Dantsin C. G. Coe G. P. Pez A. C. Cooper J. Mater. Res. 2005 20 3214
35. J. M. Zielinski C. G. Coe R. J. Nickel A. M. Romeo A. C. Cooper G. P. Pez Adsorption 2007 13 1
36. H. Kajiura S. Tsutsui K. Kadono M. Kakuta M. Ata Y. Murakami Appl. Phys. Lett. 2003 82 1105
37. J. M. Blackman J. W. Patrick A. Arenillas W. Shi C. E. Snape Carbon 2006 44 1376
38. G. M. Nam B. M. Jeong S. H. Kang B. K. Lee D. K. Choi J. Chem. Eng. Data 2005 50 72
39. P. D. Goodell J. Less-Common Met. 1984 99 1
40. H. Jin Y. S. Lee I. Hong Catal. Today 2007 120 399
41. W.-C. Xu K. Takahashia Y. Matsuoa Y. Hattoria M. Kumagaia S. Ishiyamab K. Kanekoc S. Iijima Int. J. Hydrogen Energy 2007 32 2504
42. L. Wang N. Stuckert R. T. Yang AIChE J. 2011 57 2902
43. L. Wang R. T. Yang Carbon 2012 50 3134
44. Y. Li R. T. Yang J. Phys. Chem. C 2007 111 11086
45. H. Chen R. T. Yang Langmuir 2010 26 15394
46. A. J. Lachawiec, Jr. R. T. Yang Langmuir 2008 24 6159
47. L. Wang R. T. Yang J. Phys. Chem. C 2008 112 12486
48. H. Wang Q. Gao J. Hu J. Am. Chem. Soc. 2009 131 7016
49. M. Choi R. Ryoo J. Mater. Chem. 2007 17 4204
50. A. N. Wennerberg and T. M. O'Grady, US Pat. 4082694 1978
51. H. Furukawa M. Miller O. M. Yaghi J. Mater. Chem. 2007 17 3197
52. M. Latroche S. Surblé C. Serre C. Mellot-Draznieks P. L. Llewellyn J.-H. Lee J.-S. Chang S. H. Jhung G. Férey Angew. Chem., Int. Ed. 2006 45 8227
53. K. Koh A. G. Wong-Foy A. J. Matzger J. Am. Chem. Soc. 2009 131 4184
54. O. K. Farha A. O. Yazaydin I. Eryazici C. D. Malliakas B. G. Hauser M. G. Kanatzidis S. T. Nguyen R. Q. Snurr J. T. Hupp Nat. Chem. 2010 2 944
55. H. Furukawa N. Ko Y. B. Go N. Aratani S. B. Choi E. Choi A. O. Yazaydin R. Q. Snurr M. O'Keeffe J. Kim O. M. Yaghi Science 2010 329 424
56. Y. W. Li R. T. Yang Langmuir 2007 23 12937
57. A. G. Wong-Foy A. J. Matzger O. M. Yaghi J. Am. Chem. Soc. 2006 128 3494
58. H. J. Park D.-W. Lim W. S Yang T.-R. Oh M. P. Suh Chem.-Eur. J. 2011 17 7251
59. D. Yuan D. Zhao D. Sun H.-C. Zhou Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 5357
60. C.-H. Chen C.-C. Huang Microporous Mesoporous Mater. 2008 109 549
61. S.-Y. Lee S.-J. Park J. Solid State Chem. 2010 183 2951
62. S. Kocabas T. Kopac G. Dogu T. Dogu Int. J. Hydrogen Energy 2008 33 1693
63. T. C. M. Chung Y. Jeong Q. Che A. Kleinhammes Y. Wu J. Am. Chem. Soc. 2008 130 6668
64. Y. Jeong T. C. M. Chung Carbon 2010 48 2526
65. L. Wang F. H. Yang R. T. Yang AIChE J. 2009 55 1823
66. B. Viswanathan M. Sankaran Carbon 2007 45 1628
67. Z. H. Zhu G. Q. Lu H. Hatori J. Phys. Chem. B 2006 110 1249
68. W. An C. H. Turner J. Phys. Chem. C 2009 113 7069
69. H.-Y. Wu X. Fan J.-L. Kuo W.-Q. Deng J. Phys. Chem. C 2011 115 9241
70. Y. Jeong T. C. M. Chung Carbon 2011 49 140
71. K. Y. Kang B. I. Lee J. S. Lee Carbon 2009 47 1171
72. J. Jiang Q. Gao Z. Zheng K. Xia J. Hu Int. J. Hydrogen Energy 2010 35 210
73. S. J. Yang J. H. Cho G. H. Oh K. S. Nahm C. R. Park Carbon 2009 47 1585
74. L. Wang R. T. Yang J. Phys. Chem. C 2009 113 21883
75. L. Chen K. Xia L. Huang L. Li L. Pei S. Fei Int. J. Hydrogen Energy 2013 38 3297
76. Z. Zhang K. Cho Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2007 75 075420
77. G. Kim S.-H. Jhia N. Park Appl. Phys. Lett. 2008 92 013106
78. R. K. Agarwal J. S. Noh J. A. Schwarz P. Davini Carbon 1987 25 216
79. H. Takagi Y. Soneda H. Hatori Z. H. Zhu G. Q. Lu Aust. J. Chem. 2007 60 519
80. L. Wang F. H. Yang R. T. Yang Ind. Eng. Chem. Res. 2009 48 2920
81. Q. Li A. D. Lueking J. Phys. Chem. C 2011 115 4273
82. G. M. Psofogiannakis T. A. Steriotis A. B. Bourlinos E. P. Kouvelos G. C. Charalambopoulou A. K. Stubos G. E. Froudakis Nanoscale 2011 3 933
83. Z. Wang F. H. Yang R. T. Yang J. Phys. Chem. C 2010 114 1601
84. D. Giasafaki A. Bourlinos G. Charalambopoulou A. Stubos Th. Steriotis Microporous Mesoporous Mater. 2012 154 74
85. A. D. Lueking R. T. Yang J. Catal. 2002 206 165
86. A. C. Cooper and G. P. Pez, U.S. Pat., 6596055, July 22, 2003
87. P. C. H. Mitchell A. J. Ramirez-Cuesta S. F. Parker J. Tomkinson D. Thompsett J. Phys. Chem. B 2003 107 6838
88. P. C. H. Mitchell A. J. Ramirez-Cuesta S. F. Parker J. Tomkinson J. Mol. Struct. 2003 651-653 781
89. C.-S. Tsao Y. Liu M. Li Y. Zhang J. B. Leao H.-W. Chang M.-S. Yu S.-H. Chen J. Phys. Chem. Lett. 2010 1 1569
90. R. Bhowmick S. Rajasekaran D. Friebel C. Beasley L. Jiao H. Ogasawara H. Dai B. Clemens A. Nilsson J. Am. Chem. Soc. 2011 133 5580
91. D. Zhan J. Velmurugan M. V. Mirkin J. Am. Chem. Soc. 2009 131 14756
92. D. A. Panayotov J. T. Yates, Jr. J. Phys. Chem. C 2007 111 2959
93. L. Chen A. C. Cooper G. P. Pez H. S. Cheng J. Phys. Chem. C 2007 111 18995
94. X. Sha M. T. Knippenberg A. C. Cooper G. P. Pez H. S. Cheng J. Phys. Chem. C 2008 112 17465
95. A. K. Singh M. A. Ribas B. I. Yakobson ACS Nano 2009 3 1657
96. Y. Lin F. Ding B. I. Yakobson Phys. Rev. B: Condens. Matter 2008 78 041402
97. G. M. Psofogiannakis G. E. Froudakis J. Phys. Chem. C 2009 113 14908
98. Z. H. Zhu G. Q. Lu H. Hatori J. Phys. Chem. B 2006 110 1249
99. M. Suri M. Dornfeld E. Ganz J. Chem. Phys. 2009 131 174703-1
100. E. Ganz M. Dornfeld J. Phys. Chem. C 2012 116 3661
101. Y.-Y. Liu J.-L. Zeng J. Zhang F. Xu L.-X. Sun Int. J. Hydrogen Energy 2007 32 4005
102. C.-Y. Wang C.-S. Tsao M.-S. Yu P.-Y. Liao T.-Y. Chung H.-C. Wu M. A. Miller Y.-R. Tzeng J. Alloys Compd. 2010 492 88
103. Y. Li R. T. Yang J. Am. Chem. Soc. 2006 128 8136
104. C.-S. Tsao M.-S. Yu C.-Y. Wang P.-Y. Liao H.-L. Chen U.-S. Jeng Y.-R. Tzeng T.-Y. Chung H.-C. Wu J. Am. Chem. Soc. 2009 131 1404
105. X. M. Liu S.-u. Rather Q. Li A. Lueking Y. Zhao J. Li J. Phys. Chem. C 2012 116 3477
106. M. Anbia S. Mandegarzad J. Alloys Compd. 2012 532 61
107. S. J. Yang J. H. Cho K. S. Nahm C. R. Park Int. J. Hydrogen Energy 2010 35 13062
108. S.-Y. Lee S.-J. Park Int. J. Hydrogen Energy 2011 36 8381
109. P. Singh M. V. Kulkarni S. P. Gokhale S. H. Chikkali C. V. Kulkarni Appl. Surf. Sci. 2012 258 3405
110. A. Anson E. Lafuente E. Urriolabeitia R. Navarro A. M. Benito W. K. Maser M. T. Martinez J. Phys. Chem. B 2006 110 6643
111. C.-Y. Chen J.-K. Chang W.-T. Tsai Int. J. Hydrogen Energy 2012 37 3305
112. P.-J. Tsai C.-H. Yang W.-C. Hsu W.-T. Tsai J.-K. Chang Int. J. Hydrogen Energy 2012 37 6714
113. K.-Y. Lin W.-T. Tsai J.-K. Chang Int. J. Hydrogen Energy 2010 35 7555
114. E. Díaz M. León S. Ordóñez Int. J. Hydrogen Energy 2010 35 4576
115. H. Kim D. Lee J. Moon Int. J. Hydrogen Energy 2011 36 3566
116. C. Back G. Sandi J. Prakash J. Hranisavljevic J. Phys. Chem. B 2006 110 16225
117. B.-J. Kim Y.-S. Lee S.-J. Park J. Colloid Interface Sci. 2008 318 530
118. C. I. Contescu C. M. Brown Y. Liu V. V. Bhat N. C. Gallego J. Phys. Chem. C 2009 113 5886
119. C. S. Tsao Y. R. Tzeng M. S. Yu C. Y. Wang H. H. Tseng T. Y. Chung H. C. Wu T. Yamamoto K. Kaneko S. H. Chen J. Phys. Chem. Lett. 2010 1 1060
120. M. Zielinski R. Wojcieszak S. Monteverdi M. Mercy M. M. Bettahar Catal. Comm. 2005 6 777
121. M. Zielinski R. Wojcieszak S. Monteverdi M. Mercy M. M. Bettahar Int. J. Hydrogen Energy 2007 32 1024
122. M. Z. Figueroa-Torres C. Dominguez-Rios J. G. Cabanas-Moreno O. Vega-Becerra A. Aguilar-Elguezabal Int. J. Hydrogen Energy 2012 37 10743
123. A. J. Robell E. V. Ballou M. Boudart J. Phys. Chem. 1964 68 2748
124. S. T. Srinivas P. K. Rao J. Catal. 1994 148 470
125. L. Zubizarreta J. A. Menéndez J. J. Pis A. Arenillas Int. J. Hydrogen Energy 2009 34 3070
126. Y. Wang K. Wang C. Guan Z. He Z. Lu T. Chen J. Liu X. Tan T. Thatt Y. Tan C. M. Li Int. J. Hydrogen Energy 2011 36 13663
127. Z. Wang R. T. Yang J. Phys. Chem. C 2010 114 5956
128. D. Saha S. Deng Langmuir 2009 25 12550
129. T. Gennett, DOE Hydrogen and Fuel Cell Program: Annual Merit Review Proceedings, 2013, ST021, Washington, D. C
130. V. B. Parambhath R. Nagar K. Sethupathi S. Ramaprabhu J. Phys. Chem. C 2011 115 15679
131. C.-H. Chen T.-Y. Chung C.-C. Shen M.-S. Yu C.-S. Tsao G.-N. Shi C.-C. Huang M.-D. Ger W.-L. Lee Int. J. Hydrogen Energy 2013 38 3681
132. L. Wang N. R. Stuckert H. Chen R. T. Yang J. Phys. Chem. C 2011 115 4793
133. C. Zlotea R. Campesi F. Cuevas E. Leroy P. Dibandjo C. Volkringer T. Loiseau G. Ferey M. Latroche J. Am. Chem. Soc. 2010 132 2991
134. M. Sabo A. Henschel H. Frode E. Klemm S. Kaskel J. Mater. Chem. 2007 17 3827
135. Y. E. Cheon M. P. Suh Angew. Chem., Int. Ed. 2009 48 2899
136. Y. Y. Liu J. Zhang J. L. Zeng H. L. Chu F. Xu L. X. Sun Chin. J. Catal. 2008 29 655
137. S. B. Kalidindi H. Oh M. Hirscher D. Esken C. Wiktor S. Turner G. V. Tendeloo R. A. Fischer Chem.-Eur. J. 2012 18 10848
138. S. Proch J. Herrmannsdofer R. Kempe C. Kern A. Jess L. Seyfarth J. Senker Chem.-Eur. J. 2008 14 8204
139. B. S. Schueller R. T. Yang Ind. Eng. Chem. Res. 2001 40 4912
140. T. Lepoint F. Mullie Ultrason. Sonochem. 1994 1 S13
141. S. Hermes F. Schroder S. Amirjalayer R. Schmid R. A. Fischer J. Mater. Chem. 2006 16 2464
142. M. Muller O. I. Lebedev R. A. Fischer J. Mater. Chem. 2008 18 5274
143. F. Schröder D. Esken M. Cokoja M. W. E. van den Berg O. I. Lebedev G. V. Tendeloo B. Walaszek G. Buntkowsky H.-H. Limbach B. Chaudret R. A. Fischer J. Am. Chem. Soc. 2008 130 6119
144. C. J. Liu G. P. Vissokov B. W. L. Jang Catal. Today 2002 72 173
145. J. J. Zhou Y. P. Zhang C. J. Liu Langmuir 2006 22 11388
146. X. L. Zhu P. P. Huo Y. P. Zhang C. J. Liu Ind. Eng. Chem. Res. 2006 45 8604
147. H. R. Moon J. H. Kim M. P. Suh Angew. Chem., Int. Ed. 2005 44 1261
148. M. P. Suh H. R. Moon E. Y. Lee S. Y. Jang J. Am. Chem. Soc. 2006 128 4710
149. Y. E. Cheon M. P. Suh Chem.-Eur. J. 2008 14 3961
150. W. Chen J. R. Davies D. Ghosh M. C. Tong J. P. Konopelski S. Chen Chem. Mater. 2006 18 5253
151. G. S. Tulevski M. B. Myers M. S. Hybertsen M. L. Steigerwald C. Nuckolls Science 2005 309 591
152. F. Su L. Lv F. Y. Lee T. Liu A. I. Cooper X. S. Zhao J. Am. Chem. Soc. 2007 129 14213
153. M. Boudart A. W. Aldag M. A. Vannice J. Catal. 1970 18 46
154. Y. Zhang C. Erkey J. Supercrit. Fluids 2006 38 252
155. C.-C. Huang N.-W. Pu C.-A. Wang J.-C. Huang Y. Sung M.-D. Ger Sep. Purif. Technol. 2011 82 210
156. J. A. Enterkin K. R. Poeppelmeier L. D. Marks Nano Lett. 2011 11 993
157. S. T. Christensen H. Feng J. L. Libera N. Guo J. T. Miller P. C. Stair J. W. Elam Nano Lett. 2010 10 3047
158. N. R. Stuckert L. Wang R. T. Yang Langmuir 2010 26 11963
159. P. M. Schoenecker C. G. Carson H. Jasuja C. J. J. Flemming K. S. Walton Ind. Eng. Chem. Res. 2012 51 6513
160. J. G. Nguyen S. M. Cohen J. Am. Chem. Soc. 2010 132 4560
161. S. S. Kaye A. Dailly O. M. Yaghi J. R. Long J. Am. Chem. Soc. 2007 129 14176
162. A. P. Nelson O. K. Farha K. L. Mulfort J. T. Hupp J. Am. Chem. Soc. 2009 131 458
163. T. K. Kim M. P. Suh Chem. Commun. 2011 47 4258
164. O. K. Farha I. Eryazici N. C. Jeong B. G. Hauser C. E. Wilmer A. A. Sarjeant R. Q. Snurr S. T. Nguyen A. Ö. Yazaydin J. T. Hupp J. Am. Chem. Soc. 2012 134 15016
165. H. J. Park D.-W. Lim W. S. Yang T.-R. Oh M. P. Suh Chem.-Eur. J. 2011 17 7251
166. S. Ma D. Sun M. Ambrogio J. A. Fillinger S. Parkin H.-C. Zhou J. Am. Chem. Soc. 2007 129 1858
167. H. Chen L. Wang J. Yang R. T. Yang J. Phys. Chem. C 2013 117 7565
168. S. K. Bhatia A. L. Myers Langmuir 2006 22 1688
169. E. Garrone B. Bonelli C. Otero Arean Chem. Phys. Lett. 2008 456 68
170. Z. Wang F. H. Yang R. T. Yang J. Phys. Chem. C 2010 114 1601
171. J. L. Blackburn C. Engtrakul J. B. Bult K. Hurst Y. Zhao Q. Xu P. A. Parilla L. J. Simpson J.-D. R. Rocha M. R. Hudson C. M. Brown T. Gennett J. Phys. Chem. C 2012 116 26744
172. W. C. Conner Jr, Spillover of Hydrogen, in Hydrogen Effects in Catalysis: Fundamentals and Practical Applications, ed., Z. Paal, and, P. G. Menon, Marcel Dekker, Inc., New York, 1988, p. 317
173. J. Freel J. Catal. 1972 25 149
174. P. W. Selwood J. Catal. 1976 42 148