Afsløring af nanoskala-grænsen: Innovation med nanoporøse modelelektroder

02. juni 2023 (Nanowerk nyheder) Forskere ved Tohoku University og Tsinghua University har introduceret en næste generations model membranelektrode, der lover at revolutionere grundlæggende elektrokemisk forskning. Denne innovative elektrode, fremstillet gennem en omhyggelig proces, fremviser en ordnet række af hule kæmper nanorør af kulstof (gCNT'er) inden for en nanoporøs membran, hvilket åbner op for nye muligheder for energilagring og elektrokemiske undersøgelser. Det vigtigste gennembrud ligger i konstruktionen af ​​denne nye elektrode. Forskerne udviklede en ensartet kulstofbelægningsteknik på anodisk aluminiumoxid (AAO) dannet på et aluminiumssubstrat, hvor barrierelaget er elimineret. Det resulterende konformt carbon-coatede lag udviser vertikalt justerede gCNT'er med nanoporer, der spænder fra 10 til 200 nm i diameter og 2 µm til 90 µm i længden, og dækker små elektrolytmolekyler til bio-relaterede store emner såsom enzymer og exosomer. I modsætning til traditionelle kompositelektroder eliminerer denne selvstående modelelektrode interpartikelkontakt, hvilket sikrer minimal kontaktmodstand - noget afgørende for fortolkning af den tilsvarende elektrokemiske adfærd. Modelmembranelektrode, der viser en bred vifte af kontrollerbarhed på poredimensionerne. (Billede: Tohoku University) "Potentialet af denne modelelektrode er enormt," sagde Dr. Zheng-Ze Pan, en af ​​de tilsvarende forfattere til undersøgelsen. "Ved at bruge modelmembranelektroden med dens omfattende række af nanopore-dimensioner kan vi opnå dybtgående indsigt i de indviklede elektrokemiske processer, der foregår inden for porøse kulstofelektroder, sammen med deres iboende korrelationer til nanopore-dimensionerne." Desuden er gCNT'erne sammensat af lavkrystallinske stablede grafen plader, der giver uovertruffen adgang til den elektriske ledningsevne inden for lavkrystallinske kulstofvægge. Gennem eksperimentelle målinger og brugen af ​​et internt temperaturprogrammeret desorptionssystem konstruerede forskerne en strukturel model i atomskala af de lavkrystallinske kulstofvægge, hvilket muliggjorde detaljerede teoretiske simuleringer. Dr. Alex Aziz, som udførte simuleringsdelen for denne forskning, påpeger, "Vores avancerede simuleringer giver en unik linse til at estimere elektronovergange inden for amorfe carbonatomer, hvilket kaster lys over de indviklede mekanismer, der styrer deres elektriske adfærd." Dette projekt blev ledet af Prof. Dr. Hirotomo Nishihara, hovedforsker for Device/System Group ved Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR). Resultaterne er detaljeret i Avancerede funktionelle materialer ("Nanoporøse membranelektroder med en ordnet række af hule gigantiske kulstof nanorør"). I sidste ende repræsenterer undersøgelsen et væsentligt skridt fremad i vores forståelse af amorfe-baserede porøse kulstofmaterialer og deres anvendelser til at sondere forskellige elektrokemiske systemer.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Viden forstærket. Adgang her.
• Udmøntning af fremtiden med Adryenn Ashley. Adgang her.
• Køb og sælg aktier i PRE-IPO-virksomheder med PREIPO®. Adgang her.
• Kilde: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63098.php