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表面材料中的无序原子是更好地储存氢气的关键

来源:cnBeta.COM
2021/11/30 9:26:26
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导读:劳伦斯-利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家们发现,某些硼基储氢系统中的原子无序可能会提高氢气的吸收率。
  劳伦斯-利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家们发现,某些硼基储氢系统中的原子无序可能会提高氢气的吸收率。金属硼化物表面及其单层变体--被称为硼化物--通常被认为在低到中等温度下具有原子排列的规律。
 
  LLNL团队证明,在许多情况下,这些原子实际上是动态无序的:这是一个令人惊讶的现象,与对大多数固态表面行为的传统理解相反。表面无序意味着每个原子位点具有不同的局部属性。根据该团队的研究,其中一些位点可以使氢分子的解离更容易,这反过来有望在储氢过程中加速材料的活化。
 
  这些发现对其他应用也有影响。除了储氢之外,金属硼化物和硼酸盐还可用于超导、电催化、光电子学以及作为耐热和耐腐蚀的涂层。在这些应用中,硼的表面原子排列的规格在决定整体性能方面起着巨大的作用。
 
  当对其功能--储氢、超导性能、电催化反应性等与其表面构型密切相关的材料进行硅设计时,如果静态、有序表面的假设实际上不成立,结果就会出现巨大的不同。
 
  "我们在这里发现的是一个特殊的例子,表明晶体材料的表面实际上可以是无定形的和动态的。我们需要严格地重新审视我们在表面科学界的一些基本假设,"LLNL材料科学家Li Sichi说,他是发表在《自然通讯》上的一篇论文的主要作者。
 
  "如果表面是结晶和有序的,每一个部位基本上都是一样的。无序的表面会产生一系列的表面反应性。如果我们能利用这种能力,它可能是一种定制调整表面功能的新方法,以实现更快的能量储存和转换,"LLNL材料科学家和共同作者Brandon Wood说,他领导LLNL基于材料的储氢团队。

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