Düzensiz Bor Yüzey Yapısı

Atomistik modelleme ile incelenen magnezyum diborürün düzensiz bor yüzey yapısı. Kredi bilgileri: LLNL

Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı (LLNL) bilim adamları, bazı bor bazlı hidrojen depolama sistemlerindeki atomik düzensizliğin potansiyel olarak hidrojen alım oranını iyileştirebileceğini bulmuşlardır.

Metal borür yüzeyleri ve borofenler olarak bilinen tek katmanlı varyantlarının genellikle düşük ila orta sıcaklıklarda düzenli bir atom düzenine sahip olduğu düşünülmektedir. LLNL ekibi, birçok durumda, bu atomların aslında dinamik olarak düzensiz olduğunu kanıtladı: çoğu katı hal yüzeyinin nasıl davrandığına dair geleneksel anlayışın aksine şaşırtıcı bir fenomen. Yüzey bozukluğu, her atomik bölgenin farklı yerel özelliklere sahip olduğu anlamına gelir. Ekibin araştırmasına göre, bu bölgelerden bazıları hidrojen moleküllerinin ayrışmasını kolaylaştırabilir ve bunun da hidrojen depolaması sırasında malzemenin aktivasyonunu hızlandırması beklenir.

Bulguların diğer uygulamalar için de etkileri var. Hidrojen depolamaya ek olarak, metal borürler ve borofenler süper iletkenlik, elektrokataliz, optoelektronik ve termal ve korozyon direnci için kaplamalar olarak kullanılabilir. Bu uygulamaların birçoğunda, özel bor yüzeyi atom düzenlemeler, genel performansın belirlenmesinde çok büyük bir rol oynamaktadır.

Bunu yaparken silico’da işlevleri – hidrojen depolama, süperiletkenlik performansı, elektrokatalitik reaktiviteler – yüzey konfigürasyonlarına yakından bağlı olan malzemelerin tasarımı, statik, düzenli yüzeyler varsayımı gerçekten geçerli değilse, elmalar ve portakallar arasında bir karşılaştırma yapılır.

“Burada bulduğumuz, kristal bir malzemenin yüzeylerinin aslında amorf ve dinamik olabileceğini gösteren istisnai bir örnek. LLNL malzeme bilimcisi Sichi Li, yüzey bilimi topluluğundaki bazı temel varsayımlarımızı titizlikle yeniden gözden geçirmemiz gerektiğini söyledi. Doğa İletişimi.

“Yüzeyler kristal ve düzenliyse, her site temelde aynıdır. Düzensiz yüzeyler, bir dizi yüzey reaktivitesi yaratır. Bu yeteneği kullanabilirsek, daha hızlı enerji depolaması ve dönüşümü için yüzey işlevselliğini özel olarak ayarlamak için yeni bir yaklaşım olabilir” dedi.

Referans: “MgB’de borofenlerin spontan dinamik düzensizliği2 ve ilgili metal boritler”, Sichi Li, Harini Gunda, Keith G. Ray, Chun-Shang Wong, Penghao Xiao, Raymond W. Friddle, Yi-Sheng Liu, ShinYoung Kang, Chaochao Dun, Joshua D. Sugar, Robert D. Kolasinski , Liwen F. Wan, Alexander A. Baker, Jonathan RI Lee, Jeffrey J. Urban, Kabeer Jasuja, Mark D. Allendorf, Vitalie Stavila ve Brandon C. Wood, 1 Kasım 2021, Doğa İletişimi.
DOI: 10.1038/s41467-021-26512-4

Diğer LLNL yazarları arasında Keith Ray, Penghao Xiao, ShinYoung Kang, Alexander Baker ve Jonathan Lee bulunmaktadır.

Çalışma, Enerji Bakanlığı, Enerji Verimliliği Ofisi ve Yenilenebilir Enerji, Hidrojen ve Yakıt Pili Teknolojileri Ofisi tarafından, Hidrojen Depolama Malzemeleri İleri Araştırma Konsorsiyumu (HyMARC) aracılığıyla finanse edilmektedir.





#Yüzey #Malzemelerinde #Atomik #Bozukluk #Daha #İyi #Hidrojen #Depolamanın #Anahtarıdır