Nanomaterials แบบผสมผสานที่มีศักยภาพ

Anonim

นักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างวัสดุไฮบริดที่มีสมบัติที่ดีที่สุดของแต่ละองค์ประกอบและให้ผลดีกว่าสารเดี่ยวตัวใดตัวหนึ่ง ขณะนี้ได้มีการพัฒนาวิธีการควบคุมโครงสร้างนาโนโพสต์สามชั้นที่ KAUST โครงสร้างไฮบริดประกอบด้วยแกนอินทรีย์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่คั่นกลางระหว่างชั้นของโลหะที่ใช้งานเป็น electrocatalytically: ศักยภาพของพวกเขาใช้ตั้งแต่แบตเตอรี่ที่ดีกว่าจนถึงการผลิตเชื้อเพลิงหมุนเวียน

แม้ว่าจะมีหลายวิธีในการสร้างวัสดุสองชั้นทำให้โครงสร้างสามชั้นพิสูจน์ได้ยากมาก Peng Wang จาก Water Desalination and Reuse Center ซึ่งเป็นผู้ร่วมวิจัยในปัจจุบันกับ Professor Yu Han สมาชิก Membranes ขั้นสูงและ ศูนย์วัสดุพรุนที่ KAUST นักวิจัยได้พัฒนารูปแบบตัวแบบคู่ใหม่ Sifei Zhuo ซึ่งเป็นสมาชิกของทีม Wang กล่าว

นักวิจัยได้ขยายตัวของวัสดุผสมนาโนชนิดไฮบริดโดยใช้กระดาษคาร์บอนซึ่งเป็นเส้นใยคาร์บอนที่เป็นตัวนำไฟฟ้า พวกเขาแรกผลิตป่าพรุนของนิกเกิลโคบอลต์ hydroxyl คาร์บอเนต (NiCoHC) nanowires ลงบนพื้นผิวของแต่ละคาร์บอนไฟเบอร์ (ภาพที่ 1) แต่ละเส้นใยอนินทรีจิ๋วถูกเคลือบด้วยชั้นอินทรีย์ที่เรียกว่าไฮโดรเจนแทนกราฟด์ดิ (HdGDY) (ภาพที่ 2)

ขั้นตอนถัดไปคือขั้นตอนแบบคู่หลักที่สำคัญ เมื่อทีมเพิ่มส่วนผสมทางเคมีที่ทำปฏิกิริยากับ NiCoHC ภายใน HsGDY ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคบางส่วน ไอออนนิกเกิลและโคบอลต์บางตัวออกจากชั้นด้านในกระจายออกไปซึ่งทำปฏิกิริยากับ thiomolybdate จากสารละลายโดยรอบเพื่อสร้างชั้น MoS 2 (Ni, Co-MoS 2) ที่ทำจากโคบอลต์ ในขณะที่ไอออนกำมะถันบางส่วนจากสารเคมีที่เพิ่มเข้ามาจะถูกส่งเข้ามาภายในเพื่อทำปฏิกิริยากับนิกเกิลและโคบอลต์ที่เหลืออยู่ สารที่เกิดขึ้น (ภาพที่ 3) มีโครงสร้าง Co 9 S 8, Ni 3 S 2 @, Co-MoS 2 ซึ่งเป็นชั้น HsGDY อินทรีย์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าถูกคั่นระหว่างชั้นอนินทรีย์สองชั้น (ภาพที่ 4)

วัสดุสามชั้นมีสมรรถนะที่ดีในการทำลายโมเลกุลของน้ำเพื่อสร้างไฮโดรเจนซึ่งเป็นเชื้อเพลิงทดแทนที่มีศักยภาพ นักวิจัยยังได้สร้างวัสดุสามชั้นอื่น ๆ โดยใช้วิธีแบบสองเทมเพลต

Zhuo กล่าวว่าโครงสร้างของนาโนที่มีโครงสร้างสามชั้นนี้มีศักยภาพในการแปลงและจัดเก็บพลังงานได้ดี "เราเชื่อว่ามันสามารถขยายเพื่อทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรดที่มีแนวโน้มในการใช้ไฟฟ้าเคมีหลายอย่างเช่นใน supercapacitors และแบตเตอรี่โซเดียม / ลิเธียมไอออนและสำหรับใช้ในการ desalination น้ำ.

menu
menu