Открытие границы наномасштаба: инновации с нанопористыми модельными электродами

02 июня 2023 г. (Новости Наноуэрк) Исследователи из Университета Тохоку и Университета Цинхуа представили модель мембранного электрода следующего поколения, которая обещает произвести революцию в фундаментальных электрохимических исследованиях. Этот инновационный электрод, изготовленный в результате тщательного процесса, представляет собой упорядоченный массив полых гигантских углеродные нанотрубки (gCNT) внутри нанопористой мембраны, открывая новые возможности для хранения энергии и электрохимических исследований. Ключевой прорыв заключается в создании этого нового электрода. Исследователи разработали технологию однородного углеродного покрытия на анодном оксиде алюминия (ААО), сформированном на алюминиевой подложке, без барьерного слоя. Полученный слой с конформным углеродным покрытием представляет собой вертикально ориентированные gCNT с нанопорами диаметром от 10 до 200 нм и длиной от 2 до 90 мкм, охватывающими небольшие молекулы электролита и крупные биологические вещества, такие как ферменты и экзосомы. В отличие от традиционных композитных электродов, эта автономная модель электрода исключает контакт между частицами, обеспечивая минимальное контактное сопротивление, что важно для интерпретации соответствующего электрохимического поведения. Модель мембранного электрода, демонстрирующая широкий диапазон регулирования размеров пор. (Изображение: Университет Тохоку) «Потенциал этой модели электрода огромен», — заявил доктор Чжэн-Цзе Пан, один из авторов исследования. «Используя модель мембранного электрода с широким диапазоном размеров нанопор, мы можем достичь глубокого понимания сложных электрохимических процессов, происходящих внутри пористых углеродных электродов, а также их внутренней корреляции с размерами нанопор». Кроме того, gCNT состоят из низкокристаллических сложенных друг на друга листы графена, предлагая беспрецедентный доступ к электропроводности внутри стенок из низкокристаллического углерода. Путем экспериментальных измерений и использования собственной системы десорбции с программируемой температурой исследователи построили структурную модель низкокристаллических углеродных стенок в атомном масштабе, что позволило провести детальное теоретическое моделирование. Доктор Алекс Азиз, который проводил моделирование в этом исследовании, отмечает: «Наше продвинутое моделирование предоставляет уникальную возможность оценить электронные переходы внутри аморфного углерода, проливая свет на сложные механизмы, управляющие их электрическим поведением». Этот проект возглавил профессор доктор Хиротомо Нишихара, главный исследователь группы устройств/систем в Передовом институте исследования материалов (WPI-AIMR). Результаты подробно описаны в Расширенные функциональные материалы («Нанопористые мембранные электроды с упорядоченным массивом полых гигантских углеродных нанотрубок»). В конечном счете, исследование представляет собой значительный шаг вперед в нашем понимании пористых углеродных материалов на аморфной основе и их применения в исследовании различных электрохимических систем.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• ПлатонАйСтрим. Анализ данных Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• Чеканка будущего с Эдриенн Эшли. Доступ здесь.
• Покупайте и продавайте акции компаний PREIPO® с помощью PREIPO®. Доступ здесь.
• Источник: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63098.php