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存氫燃料的合適材料。能源部已經(jīng)設(shè)定了儲氫材料的基準(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在地板之間騰出空間一樣，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爭技術(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％。美國能源部目前的經(jīng)濟(jì)儲存媒體目標(biāo)是在中等條件下儲存超過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，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。這只能通過計(jì)算建模來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槲覀兛梢苑浅？焖俚販y試許多變化。實(shí)驗(yàn)主義者需要幾個月才能完成。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，氫燃料箱可以承受1500次充放電循環(huán)。