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表面材料中的无序原子是更好地储存氢气的关键
作者:官方
来源:cnBeta.COM
所属栏目:基础知识
发布时间:2021-12-02 10:53
[ 导读 ]劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家发现，一些硼基氢存储系统中的原子紊乱可能会增加氢的吸收率。金属硼化物表面和它们...
劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家发现，一些硼基氢存储系统中的原子紊乱可能会增加氢的吸收率。金属硼化物表面和它们的单层变体——被称为硼化物——通常被认为在低到中等温度下有规则的原子排列。
LLNL团队证明，在许多情况下，这些原子实际上是动态无序的:一个令人惊讶的现象，与传统的理解大多数固体表面的行为相矛盾。表面无序意味着每个原子位点具有不同的局部性质。根据研究小组的说法，其中一些位点使氢分子更容易分解，这反过来又有望加速氢储存过程中材料的活化。
这一发现对其他应用也有影响。除了储氢，金属硼化物和硼酸盐还用于超导、电催化、光电子以及作为耐热和耐腐蚀涂层。在这些应用中，硼表面原子排列的大小在决定其整体性能方面起着巨大的作用。
当为其功能——储氢、超导性、电催化反应性——与其表面结构密切相关的材料设计硅时，如果静态、有序表面的假设实际上不成立，结果就会截然不同。
“我们在这里发现的是一个特殊的例子，说明了晶体材料的表面实际上是无定形和动态的。“我们需要认真地重新检验我们在表面科学中的一些基本假设，”LLNL材料科学家李思志说，他是发表在《自然通讯》上的一篇论文的主要作者。
“如果表面是水晶状且有序的，那么每一部分本质上都是相同的。无序表面产生一系列的表面反应性。“如果我们能利用这种能力，这可能是一种新的方式来调整表面功能，以更快的能量存储和转换，”LLNL材料科学家和合著者布兰登·伍德说，他领导着LLNL材料氢存储团队。
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