Avslöjar nanoskalans gräns: Innoverande med nanoporösa modellelektroder

02 juni 2023 (Nanowerk Nyheter) Forskare vid Tohoku University och Tsinghua University har introducerat en nästa generations modellmembranelektrod som lovar att revolutionera grundläggande elektrokemisk forskning. Denna innovativa elektrod, tillverkad genom en noggrann process, visar upp ett ordnat utbud av ihåliga jätte kolnanorör (gCNT) inom ett nanoporöst membran, vilket öppnar upp nya möjligheter för energilagring och elektrokemiska studier. Det viktigaste genombrottet ligger i konstruktionen av denna nya elektrod. Forskarna utvecklade en enhetlig kolbeläggningsteknik på anodisk aluminiumoxid (AAO) bildad på ett aluminiumsubstrat, med barriärskiktet eliminerat. Det resulterande konformt kolbelagda lagret uppvisar vertikalt inriktade gCNTs med nanoporer som sträcker sig från 10 till 200 nm i diameter och 2 µm till 90 µm i längd, som täcker små elektrolytmolekyler till biorelaterade stora ämnen som enzymer och exosomer. Till skillnad från traditionella kompositelektroder eliminerar denna självstående modellelektrod interpartikelkontakt, vilket säkerställer minimalt kontaktmotstånd - något som är väsentligt för att tolka motsvarande elektrokemiska beteenden. Modellmembranelektrod som visar ett brett spektrum av kontrollerbarhet på pordimensionerna. (Bild: Tohoku University) "Potentialen hos denna modellelektrod är enorm", säger Dr Zheng-Ze Pan, en av motsvarande författare till studien. "Genom att använda modellmembranelektroden med dess omfattande utbud av nanoporedimensioner kan vi få djupgående insikter i de intrikata elektrokemiska processerna som sker inom porösa kolelektroder, tillsammans med deras inneboende korrelationer till nanoporedimensionerna." Dessutom är gCNTs sammansatta av lågkristallina staplade ark av grafen, som erbjuder oöverträffad tillgång till den elektriska ledningsförmågan inom lågkristallina kolväggar. Genom experimentella mätningar och användningen av ett internt temperaturprogrammerat desorptionssystem, konstruerade forskarna en strukturell modell i atomskala av de lågkristallina kolväggarna, vilket möjliggör detaljerade teoretiska simuleringar. Dr. Alex Aziz, som utförde simuleringsdelen för denna forskning, påpekar, "Våra avancerade simuleringar ger en unik lins för att uppskatta elektronövergångar inom amorfa kol, och kastar ljus över de invecklade mekanismerna som styr deras elektriska beteende." Detta projekt leddes av Prof. Dr. Hirotomo Nishihara, huvudutredare för enhets-/systemgruppen vid Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR). Fynden är detaljerade i Avancerade funktionella material ("Nanoporösa membranelektroder med en ordnad uppsättning av ihåliga gigantiska kolnanorör"). I slutändan representerar studien ett betydande steg framåt i vår förståelse av amorft-baserade porösa kolmaterial och deras tillämpningar för att sondera olika elektrokemiska system.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Minting the Future med Adryenn Ashley. Tillgång här.
• Köp och sälj aktier i PRE-IPO-företag med PREIPO®. Tillgång här.
• Källa: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63098.php