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表面材料中的無序原子是更好地儲存氫氣的關鍵
作者:官方
來源:cnBeta.COM
所屬欄目:基礎知識
發布時間:2021-12-02 10:53
[ 導讀 ]勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的科學家發現，一些硼基氫存儲系統中的原子紊亂可能會增加氫的吸收率。金屬硼化物表面和它們...
勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的科學家發現，一些硼基氫存儲系統中的原子紊亂可能會增加氫的吸收率。金屬硼化物表面和它們的單層變體——被稱為硼化物——通常被認為在低到中等溫度下有規則的原子排列。
LLNL團隊證明，在許多情況下，這些原子實際上是動態無序的:一個令人驚訝的現象，與傳統的理解大多數固體表面的行為相矛盾。表面無序意味著每個原子位點具有不同的局部性質。根據研究小組的說法，其中一些位點使氫分子更容易分解，這反過來又有望加速氫儲存過程中材料的活化。
這一發現對其他應用也有影響。除了儲氫，金屬硼化物和硼酸鹽還用于超導、電催化、光電子以及作為耐熱和耐腐蝕涂層。在這些應用中，硼表面原子排列的大小在決定其整體性能方面起著巨大的作用。
當為其功能——儲氫、超導性、電催化反應性——與其表面結構密切相關的材料設計硅時，如果靜態、有序表面的假設實際上不成立，結果就會截然不同。
“我們在這里發現的是一個特殊的例子，說明了晶體材料的表面實際上是無定形和動態的。“我們需要認真地重新檢驗我們在表面科學中的一些基本假設，”LLNL材料科學家李思志說，他是發表在《自然通訊》上的一篇論文的主要作者。
“如果表面是水晶狀且有序的，那么每一部分本質上都是相同的。無序表面產生一系列的表面反應性。“如果我們能利用這種能力，這可能是一種新的方式來調整表面功能，以更快的能量存儲和轉換，”LLNL材料科學家和合著者布蘭登·伍德說，他領導著LLNL材料氫存儲團隊。
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