Из-за высокой плотности хранения водорода и низкой стоимости системы резервуары для жидкого водорода демонстрируют потенциал масштабируемого хранения и транспортировки водорода, однако длительное поддержание межслойного пространства жидкого водорода в условиях высоковакуумной среды порядка 10^-2 Па по-прежнему представляет сложность. Остаточный водород является основной причиной потери вакуума, что требует разработки высокоэффективных и недорогих материалов для адсорбции водорода. В данном исследовании на основе пористых свойств металлоорганических каркасных материалов (MOFs) в качестве нового адсорбента водорода использован HKUST-1, с систематическим изучением его адсорбционных характеристик и механизмов применения в контейнерах для жидкого водорода (длина 12 192 мм, ширина 2 438 мм, высота 2 591 мм, 40 футов). Результаты показали, что самостоятельно синтезированный HKUST-1 с удельной поверхностью 1 426 м²/г и бимодальной пористой структурой обладает превосходным потенциалом физической адсорбции. Материал демонстрирует обратимую адсорбцию водорода при температуре жидкого водорода и сохраняет эффективную адсорбцию при экстремально низких давлениях, сочетая функции адсорбции при низких и комнатных температурах. Модель вакуумной динамики межслойного пространства показала, что использование небольшого количества HKUST-1 на холодном конце межслойного пространства одновременно снижает расход адсорбентов низкой и комнатной температуры, эффективно увеличивает физическую адсорбцию остаточного водорода и замедляет скорость повышения парциального давления H₂ в условиях экстремально низкого вакуума. Это исследование предлагает новые материалы для поддержания вакуума в оборудовании хранения и транспортировки жидкого водорода, имеющие значение для безопасного проектирования и эксплуатации контейнеров для жидкого водорода.

адсорбент водорода; металлоорганические каркасные материалы; адсорбционные характеристики; вакуумная многослойная теплоизоляция