(Phys.org) —Als je denkt dat je origami-vaardigheden niet te verslaan zijn, probeer dan dit:(1) gebruik het dunste materiaal ter wereld, (2) laat de origami zichzelf vouwen en ontvouwen, en (3) pak voldoende waterstofatomen in je minuscule origamidoos om de toekomstige Amerikaanse doelen voor opslagapparaten voor waterstofenergie te overtreffen. Onderzoekers van de Universiteit van Maryland hebben ze alle drie gedaan.

Grafeen is 's werelds dunste materiaal, slechts één atoom dik. Mechanische ingenieurs Shuze Zhu en Teng Li hebben ontdekt dat ze kleine vierkantjes grafeen in een doos kunnen vouwen, die zichzelf opent en sluit als reactie op een elektrische lading.

Bekijk een video van het openen en sluiten van de Nanobox:

In de doos, ze hebben waterstofatomen verstopt, en dat efficiënter hebben gedaan dan voor mogelijk werd gehouden. Volgens het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE), waterstofopslag is een sleuteltechnologie voor de vooruitgang van waterstof- en brandstofceltechnologieën in het transport, stationair, en draagbare toepassingen. De DOE zoekt naar manieren om het opslaan van energie met waterstof praktisch mogelijk te maken. Afdelingsdoelen zijn onder meer:​​in 2017 ontwikkeling van technieken die het mogelijk maken om in 5,5 gewichtsprocent waterstof te verpakken, en tegen 2020, deze prestatie oprekken tot 7,5 procent.

Li's team heeft die drempels al overschreden, met een waterstofopslagdichtheid van 9,5 gew.% waterstof. Het team heeft ook het potentieel aangetoond om een ​​nog hogere dichtheid te bereiken en dit is een toekomstig onderzoeksdoel.

"Net als papieren origami die ingewikkelde 3D-structuren kan maken van 2D-papier, grafeenorigami stelt ons in staat om koolstofnanostructuren te ontwerpen en te fabriceren die niet van nature bestaan, maar met gewenste eigenschappen, " zei Li. "We hebben nanomanden gemaakt, evenals deze nieuwe nano-kooien om waterstof en andere moleculaire ladingen te bevatten."