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Methane Adsorption on Aggregates of Fullerenes: Site-Selective Storage Capacities and Adsorption Energies

Authors

  • Alexander Kaiser,

    1. Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik, Universität Innsbruck, Techniker Str. 25, 6020 Innsbruck (Austria)
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  • Samuel Zöttl,

    1. Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik, Universität Innsbruck, Techniker Str. 25, 6020 Innsbruck (Austria)
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  • Dr. Peter Bartl,

    1. Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik, Universität Innsbruck, Techniker Str. 25, 6020 Innsbruck (Austria)
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  • Dr. Christian Leidlmair,

    1. Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik, Universität Innsbruck, Techniker Str. 25, 6020 Innsbruck (Austria)
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  • Dr. Andreas Mauracher,

    1. Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik, Universität Innsbruck, Techniker Str. 25, 6020 Innsbruck (Austria)
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  • Prof. Dr. Michael Probst,

    1. Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik, Universität Innsbruck, Techniker Str. 25, 6020 Innsbruck (Austria)
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  • Dr. Stephan Denifl,

    1. Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik, Universität Innsbruck, Techniker Str. 25, 6020 Innsbruck (Austria)
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  • Prof. Dr. Olof Echt,

    Corresponding author
    1. Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik, Universität Innsbruck, Techniker Str. 25, 6020 Innsbruck (Austria)
    2. Department of Physics, University of New Hampshire, Durham, NH 03824 (USA)
    • Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik, Universität Innsbruck, Techniker Str. 25, 6020 Innsbruck (Austria)

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  • Prof. Dr. Paul Scheier

    Corresponding author
    1. Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik, Universität Innsbruck, Techniker Str. 25, 6020 Innsbruck (Austria)
    • Institut für Ionenphysik und Angewandte Physik, Universität Innsbruck, Techniker Str. 25, 6020 Innsbruck (Austria)

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Abstract

Methane adsorption on positively charged aggregates of C60 is investigated by both mass spectrometry and computer simulations. Calculated adsorption energies of 118–281 meV are in the optimal range for high-density storage of natural gas. Groove sites, dimple sites, and the first complete adsorption shells are identified experimentally and confirmed by molecular dynamics simulations, using a newly developed force field for methane–methane and fullerene–methane interaction. The effects of corrugation and curvature are discussed and compared with data for adsorption on graphite, graphene, and carbon nanotubes.

Ancillary