Cercetătorii de la Universitatea Tohoku și Universitatea Tsinghua au prezentat un model de electrozi cu membrană de ultimă generație care promite să revoluționeze cercetarea electrochimică de bază. Fabricat printr-un proces precis, acest electrod inovator afișează o gamă ordonată de nanotuburi de carbon goale gigantice (gCNT) într-o membrană nanoporoasă, deschizând noi posibilități pentru stocarea energiei și studii electrochimice.
Principala descoperire constă în construcția acestui nou stâlp. Cercetătorii au dezvoltat o tehnică uniformă de acoperire cu carbon pe oxidul de aluminiu anodic (AAO) format pe un substrat de aluminiu, cu stratul de barieră îndepărtat. Stratul conformațional acoperit cu carbon rezultat prezintă gCNT-uri aliniate vertical cu nanopori cu diametrul cuprins între 10 și 200 nm și lungime de 2 μm până la 90 μm, încapsulând particule mici de electroliți pentru materii biosintetice mari, cum ar fi enzimele și exozomii. Spre deosebire de electrozii compoziți convenționali, modelul de electrod independent elimină contactul dintre particule, asigurând o rezistență minimă de contact, ceea ce este esențial pentru a explica comportamentele electrochimice corespunzătoare.
„Potențialul acestui model de electrod este enorm”, a declarat dr. Zheng-Ze Pan, unul dintre autorii studiului corespunzător. „Folosind modelul electrodului cu membrană cu gama sa largă de dimensiuni ale nanogăurilor, putem obține o perspectivă profundă asupra proceselor electrochimice complexe care au loc în electrozii de carbon poros, împreună cu corelațiile lor inerente cu dimensiunile nanogăurilor”.
Mai mult decât atât, gCNT-urile constau din foi de grafen stivuite, cu cristale scăzute, oferind acces de neegalat la conductibilitatea electrică din pereții de carbon cu conținut scăzut de cristale. Prin măsurători experimentale și folosind un sistem intern de adsorbție programat în funcție de temperatură, cercetătorii au construit un model structural la scară atomică al pereților de carbon cu conținut scăzut de cristalin, permițând simulări teoretice detaliate. Dr. Alex Aziz, care a efectuat partea de simulare a acestei cercetări, notează: „Simulările noastre avansate oferă o lentilă unică pentru estimarea tranzițiilor electronilor în carbonul amorf, aruncând lumină asupra mecanismelor complexe care guvernează comportamentul lor electric”.
Acest proiect a fost condus de Prof. Dr. Hirotomo Nishihara, cercetător principal în grupul Dispozitive/Sisteme de la Institutul Avansat de Cercetare a Materialelor (WPI-AIMR). Rezultatele sunt detaliate într-una dintre revistele de top în știința materialelor.” Materiale funcționale avansate.
În cele din urmă, studiul reprezintă un pas important înainte în înțelegerea noastră a materialelor carbonice poroase și amorfe și a aplicațiilor acestora în investigarea diferitelor sisteme electrochimice.
- Detalii postare:
Titlu: Electrozi de nanofilm cu o gamă aranjată de nanotuburi de carbon goale uriașe
Hongyu Liu, Zheng-Ze Pan*, Alex Aziz, Rui Tang, Wei Lv și Hirotomo Nishihara
Jurnal: Materiale funcționale avansate
„Student. Organizator subtil fermecător. Susținător al muzicii certificat. Scriitor. Făcător de-a lungul vieții. Iubitor de Twitter.”
More Stories
Invazia peștilor tropicali amenință apele australiene
Google lansează două noi resurse gratuite pentru a vă ajuta să vă îmbunătățiți afirmațiile AI
Studiu: Instrumentul de interfață creier-calculator îmbunătățește funcția motrică la pacienții cu AVC