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Establishing ZIF‐8 as a reference material for hydrogen cryoadsorption: An interlaboratory study

  • AbstractHydrogen storage by cryoadsorption on porous materials has the advantages of low material cost, safety, fast kinetics, and high cyclic stability. The further development of this technology requires reliable data on the H2 uptake of the adsorbents, however, even for activated carbons the values between different laboratories show sometimes large discrepancies. So far no reference material for hydrogen cryoadsorption is available. The metal‐organic framework ZIF‐8 is an ideal material possessing high thermal, chemical, and mechanical stability that reduces degradation during handling and activation. Here, we distributed ZIF‐8 pellets synthesized by extrusion to 9 laboratories equipped with 15 different experimental setups including gravimetric and volumetric analyzers. The gravimetric H2 uptake of the pellets was measured at 77 K and up to 100 bar showing a high reproducibility between the different laboratories, with a small relative standard deviation of 3–4 % between pressuresAbstractHydrogen storage by cryoadsorption on porous materials has the advantages of low material cost, safety, fast kinetics, and high cyclic stability. The further development of this technology requires reliable data on the H2 uptake of the adsorbents, however, even for activated carbons the values between different laboratories show sometimes large discrepancies. So far no reference material for hydrogen cryoadsorption is available. The metal‐organic framework ZIF‐8 is an ideal material possessing high thermal, chemical, and mechanical stability that reduces degradation during handling and activation. Here, we distributed ZIF‐8 pellets synthesized by extrusion to 9 laboratories equipped with 15 different experimental setups including gravimetric and volumetric analyzers. The gravimetric H2 uptake of the pellets was measured at 77 K and up to 100 bar showing a high reproducibility between the different laboratories, with a small relative standard deviation of 3–4 % between pressures of 10–100 bar. The effect of operating variables like the amount of sample or analysis temperature was evaluated, remarking the calibration of devices and other correction procedures as the most significant deviation sources. Overall, the reproducible hydrogen cryoadsorption measurements indicate the robustness of the ZIF‐8 pellets, which we want to propose as a reference material.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:José Antonio Villajos ColladoORCiD, Rafael Balderas‐XicohténcatlORCiD, Ali N. Al Shakhs, Ángel Berenguer‐MurciaORCiD, Craig E. Buckley, Diego Cazorla‐AmorósORCiD, Georgia CharalambopoulouORCiD, Fabrice Couturas, Fermin CuevasORCiD, David Fairen‐JimenezORCiD, Karen N. HeinselmanORCiD, Terry D. HumphriesORCiD, Stefan KaskelORCiD, Hyunlim Kim, Juan P. Marco‐Lozar, Hyunchul OhORCiD, Philip A. ParillaORCiD, Mark PaskeviciusORCiD, Irena SenkovskaORCiD, Sarah ShuldaORCiD, Joaquin Silvestre‐AlberoORCiD, Theodore SteriotisORCiD, Christos TampaxisORCiD, Michael HirscherORCiD, Michael MaiwaldORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):ChemPhysChem
Jahr der Erstveröffentlichung:2024
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.4 Prozessanalytik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Wiley
Verlagsort:Weinheim
Aufsatznummer:e202300794
Erste Seite:1
Letzte Seite:7
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Freie Schlagwörter:Atomic and molecular physics, and optics; Physical and theoretical chemistry
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
Energie
Energie / Wasserstoff
DOI:10.1002/cphc.202300794
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-594788
ISSN:1439-7641
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:06.02.2024
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:06.02.2024
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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