Noua metodă pentru identificarea izotopilor de hidrogen în nanofilme de hidrură de titan ar putea avansa stocarea hidrogenului

Într -un studiu publicat în Nature Communications, cercetătorii de la Institutul de Științe Industriale de la [录田 1] Universitatea din Tokyo au raportat o metodă pentru determinarea locației hidrogenului în nanofilme.

Deoarece sunt foarte mici, atomii de hidrogen pot migra cu ușurință în cadrul altor materiale. Titanul absoarbe hidrogenul pentru a da hidride de titan, ceea ce îl face util pentru aplicații precum depozitarea hidrogenului.

Înțelegând câți atomi de hidrogen sunt prezenți și unde sunt exact pot oferi cheia reglării proprietăților materialului. Cu toate acestea, detectarea hidrogenului cu tehnici utilizate în mod obișnuit, cum ar fi sonde de electroni și raze X-este dificilă din cauza lipsei lor de sensibilitate pentru atomii mici.

Cercetătorii au combinat două tehnici de analiză de reacție nucleară (ANR) și canalizarea ionilor pentru a genera o cartografiere unghiulară bidimensională a nanofilmelor de hidrură de titan.

„Am aruncat o privire atentă la un Nanofilm TIH1.47”, explică autorul principal al studiului Takhiro Ozawa. "Înțelegerea nanofilmelor este utilă, deoarece multe aplicații legate de hidrogen implică reacții de suprafață și de suprafață. Am fost capabili să localizăm cu precizie atât atomii de hidrogen, cât și de deuteriu în nanofilm."

Toți atomii deterium-un izotop de hidrogen cu dubla sa masa sa, în locațiile din cristalul de titan cunoscut sub numele de poziții tetraedrice. Cu toate acestea, 11% din atomii de hidrogen prezenți au fost pe site -uri descrise ca octaedrice. Calculele au arătat că această soi în site -uri a scăzut simetria, ceea ce a făcut ca rețeaua să fie mai stabilă.

Deoarece atomii de deuteriu nu au ocupat situri octaedrice din cauza efectelor cuantice nucleare, controlul raportului dintre izotopii de hidrogen ar putea fi utilizat ca mijloc de reglare a stabilității și proprietăților nanofilmelor pe baza aplicației prevăzute.

„A fi capabil să diferențieze între cei doi izotopi din hidrură a dezvăluit o oportunitate de control”, spune Katsuyuki Fukutani, autor principal. "Acest lucru va avea în mod clar aplicații practice importante pentru producerea unor fenomene speciale induse de hidrogen."

Înțelegerea îmbunătățită a nanofilmelor de hidrură de titan este de asemenea de așteptat să contribuie la stocarea hidrogenului, la electrolit solid și la aplicații de cataliză eterogene, pe măsură ce ne îndreptăm către soluții verzi practice și sigure pentru viitor.