Hibrit nanomalzemeler potansiyel ile kıl

Anonim

Çok sayıda nanomalzemeyi tek bir yapıya birleştirerek bilim adamları, her bileşenin en iyi özelliklerini içeren ve herhangi bir maddeden daha iyi performans gösteren hibrid malzemeler oluşturabilirler. Üçlü katmanlı hollow nanoyapıların yapılması için kontrollü bir yöntem şu anda KAUST'ta geliştirilmiştir. Hibrid yapılar, elektrokatalitik olarak aktif metal tabakaları arasına sıkıştırılmış bir iletken organik çekirdekten oluşur: potansiyel kullanımları daha iyi pil elektrotlarından yenilenebilir yakıt üretimine kadar uzanır.

İki katmanlı malzeme oluşturmak için çeşitli yöntemler mevcut olsa da, üç katmanlı yapıları daha da zorlaştırdı, diyor ki, Su Arındırma ve Yeniden Kullanım Merkezi'nden Peng Wang, şu anki araştırmaları İleri Düzey Membranlar üyesi Profesör Yu Han ile birlikte yürüttü ve KAUST'da Gözenekli Malzeme Merkezi. Araştırmacılar, yeni, ikili şablon yaklaşımı geliştirdiler ve Wang'ın ekibinin post doktora üyesi Sifei Zhuo'yu açıkladı.

Araştırmacılar hibrit nanomalzemeyi doğrudan karbon kağıdına (elektriksel olarak iletken karbon liflerinden oluşan bir mat) ürettiler. İlk olarak, her bir karbon fiberin yüzeyine, killi bir nikel kobalt hidroksil karbonat (NiCoHC) nanotelleri üretmiştir (Resim 1). Her küçük inorganik kıl, hidrojenle ikame edilmiş grafdiyne (HsGDY) adı verilen organik bir tabaka ile kaplanmıştır (resim 2).

Sonraki anahtar çift şablon adımdı. Ekip, iç NiCoHC ile reaksiyona giren bir kimyasal karışım eklediğinde, HsGDY kısmi bir engel olarak hareket etti. İç tabakadan alınan bazı nikel ve kobalt iyonları dışa doğru difüze olurlar, burada dıştaki nikel-, kobalt-katkılı MoS2 (Ni, Co-MoS2) tabakasını oluşturmak için tiomolibdat ile çevreleyen çözeltiden reaksiyona girerler. Bu arada, eklenen kimyasallardan bazı kükürt iyonları geriye kalan nikel ve kobalt ile reaksiyona girmek için içe doğru yayıldı. Elde edilen madde (resim 3), iletken organik HsGDY tabakasının iki inorganik katman arasında sıkıştırıldığı Co 9S8, Ni3S2, Co-MoS2 yapısına sahipti (Şekil 4).

Üç katmanlı tabaka malzemesi, potansiyel olarak yenilenebilir bir yakıt olan hidrojen üretmek için su moleküllerinin elektrokatalitik olarak ayrılmasında iyi performans gösterdi. Araştırmacılar ayrıca ikili şablon yaklaşımını kullanarak diğer üç katmanlı materyalleri de yarattılar.

Zhuo, "Bu üç katmanlı nanoyapılar enerji dönüşümü ve depolanmasında büyük bir potansiyele sahiptir." "Süperkapasitörler ve sodyum / lityum iyon piller gibi birçok elektrokimyasal uygulamada ve su desalinasyonunda kullanım için umut verici bir elektrot olarak hizmet verilebileceğine inanıyoruz."

menu
menu