Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Ny kjemisk reaksjonsbane på titandioksid: Tunneling ut av overflaten

Anonim

Et forskergruppe bestående av forskere fra Tohoku University, RIKEN, University of Tokyo, Chiba University og University College London har oppdaget en ny kjemisk reaksjonsbane på titandioksid (TiO 2 ), et viktig fotokatalytisk materiale.

annonse


Reaksjonsmekanismen, rapportert i ACS Nano, involverer påføring av et elektrisk felt som begrenser bredden av reaksjonsbarrieren, slik at hydrogenatomer kan tunnelere bort fra overflaten. Dette åpner veien for manipulering av atomskala transportkanaler av hydrogen, noe som kan være viktig i hydrogenlagring. Hydrogen har blitt fremstilt som et rent og fornybart alternativ til forbrenning av hydrokarboner, og en av dagens store utfordringer er å finne en effektiv måte å lagre og transportere på.

Laget brukte skanningstunnelmikroskopi (STM) for å direkte visualisere enkelt hydrogenioner, en felles atomfeil på Ti02 (figur 1). I STM observeres overflatestrukturen til en fast overflate på atomskalaen ved å skanne en skarp sonde over overflaten og overvåke tunnelstrømmen. Minato et al. var i stand til å desorbere enkelte hydrogenioner fra overflaten ved å bruke STM-sonden for å anvende elektriske pulser til hydrogenet. Pulsen genererer et elektrisk felt så vel som injiserende elektroner i prøven. Ved å bruke en ny teoretisk tilnærming utviklet av Dr. Kajita, bekreftet teamet at i stedet for å redusere reaksjonsbarrierehøyden, reduserer det elektriske feltet barrierens bredde og derved tillater hydrogen å desorbere ved kvantum tunneling (figur 2).

Lederforfatteren Prof. Taketoshi Minato (Tohoku Univ. Og RIKEN, for tiden Kyoto-universitetet) kommenterte at "Den nye reaksjonsbanen kan utnyttes i nanoskala-brytere og hydrogenlagringsteknologi. For eksempel kan elektriske felt brukes til å trekke ut hydrogen fra en TiO 2- basert lagringsenhet. "

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av Tohoku University . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Taketoshi Minato, Seiji Kajita, Chi-Lun Pang, Naoki Asao, Yoshinori Yamamoto, Takashi Nakayama, Maki Kawai, Yousoo Kim. Tunneling Desorption of Single Hydrogen på overflaten av Titanium Dioxide . ACS Nano, 2015; 150709110058008 DOI: 10.1021 / acsnano.5b01607