science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Capaciteit van waterstofmotoren en zonnecellen uitbreiden met mesoporeus nikkel

Een schematische illustratie van de vorming van bolvormige en hexagonaal gerangschikte staafvormige micellen bij verschillende concentraties CTAB. Krediet:FEFU

Wetenschappers van de Far Eastern Federal University (FEFU), samen met Russische en buitenlandse collega's, ontwikkelde monsters van mesoporeuze filmstructuren van nikkel, die een bruikbare oppervlakte hebben die tot 400 keer groter is dan hun vaste analoog. Dit nieuwe materiaal kan in veel energiebesparende toepassingen worden gebruikt. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in Toegepaste oppervlaktewetenschap logboek.

Volgens Alexander Samardak, een universitair hoofddocent van de afdeling Computersystemen van de School of Natural Sciences van FEFU, het creëren van magnetische poreuze systemen is een opkomend veld, die nog slecht is bestudeerd. De structuur van nanoporeuze materialen is vergelijkbaar met een conventionele spons, die aanzienlijke hoeveelheden stoffen kan bevatten. Dus, het bruikbare oppervlak van de spons is veel groter dan zijn grootte.

"De poriën die we hebben verkregen zijn erg klein, vier tot vijf nanometer, maar dankzij hen wordt het totale oppervlak van het materiaal 400 keer vergroot. Deze unieke eigenschappen zorgen voor de brede toepassingsmogelijkheden van het materiaal. Door dergelijke materialen te gebruiken, men kan filters maken voor reiniging en adsorptie van ultrafijne magnetische deeltjes, media voor het opslaan van stoffen, vooral, voor waterstofmotoren, waar brandstofopslagcellen nodig zijn. In de toekomst, ze kunnen worden toegepast bij de productie van zonne- en lithium-ionbatterijen, in nano-elektronica en de auto-industrie, ' zei Alexander Samardak.

Het unieke materiaal wordt verkregen via elektrodepositie van nikkeldeeltjes op een kunstmatig raamwerk van een oppervlakteactieve stof (SAS), die een structuur van nanobuis-array geeft die is samengesteld uit micellen. Na elektrodepositie, het raamwerk lost op in water en laat alleen mesoporeus nikkel achter. Wetenschappers hebben vastgesteld dat bij gebruik van een bepaalde concentratie oppervlakteactieve stoffen (30 gewichtsprocent), de nikkel framestructuur groeit niet willekeurig, maar in de vorm van hexagonaal geordende nanobuisjes. Dit unieke kenmerk werd waargenomen door een transmissie-elektronenmicroscoop met hoge resolutie, beheerd door Dr. Alexey Ognev van FEFU. Dit opent extra mogelijkheden voor deze materiaaltoepassing op het gebied van magnetische sensoren en activatoren voor nano-elektronica.