Вызванные Сандиа изменения поднимают многочисленное, 37 центов за грамм molly от того, чтобы быть посторонним второго полусреднего веса в области энергетического катализатора – помещенный грубо, ленивый бродяга, который никогда не означал очень – возможному сопернику с чемпионом в тяжелом весе.Улучшенный катализатор, который, как ожидают, будет предметом Коммуникационной статьи Природы 7 октября, уже выпустил четыре раза количество водорода, когда-либо произведенного molly из воды.
Постдокторанту Сандиа и ведущему автору Стэну Чоу, это – только начало: «Мы должны получить намного более продукцию, поскольку мы учимся лучше объединять molly с, например, системы топливного элемента», сказал он.Дополнительная выгода – то, что действие molly может быть вызвано солнечным светом, особенность, которая в конечном счете может предоставить пользователям средство не сетки обеспечения водородного топлива.Водородное топливо желательно, потому что, в отличие от бензина, оно не выпускает углерода в атмосферу, когда сожжено. Сгорание водорода с кислородом производит выхлоп только воды.
В измеренных словах Трубочки из теста, «Идея состояла в том, чтобы понять изменения в молекулярной структуре дисульфида молибдена (MOS?), так, чтобы это мог быть лучший катализатор для водородного производства: ближе к платине в эффективности, но богатый землей и дешевый. Мы сделали это, исследовав структурные преобразования MOS? в уровне атомов, так, чтобы все части материалов, которые были ‘мертвы’, могли теперь работать, чтобы сделать H? [водород]».Корка апельсинав каком смысле части были «мертвы», можно было бы спросить?
Визуализируйте кусочек апельсина, где только корка оранжевого полезна; остальные – съедобная большая часть оранжевого – должны быть выброшены. Молли существует как стопка плоских наноструктур, как груда кусочков апельсина. Эти слои на молекулярном уровне не заперты вместе как металл, но вместо этого достаточно свободны, чтобы скользить друг по другу – своего рода жир, подобный структуре графена, и с огромными внутренними площадями поверхности.Но вот протирать: В то время как края этих наноструктур соответствуют платине в своей способности катализировать водород, относительная огромная площадь поверхности их скользящих интерьеров бесполезны, потому что их молекулярные меры отличаются от их краев.
Из-за этого избыточного багажа коммерческий катализатор потребовал бы огромной суммы molly. Тонкие края упорно работали бы как Золушка, но интерьеры сводной сестры будут просто болтаться, ничего не делая.
Трубочка из теста, кто работает над двумерными материалами и их свойствами, думала, что намерение должно состоять в том, чтобы получить эти рабочие места сводных сестер.Уполномочивание центра«Есть много способов сделать это», сказал соавтор Брайан Кэехр, «но самый масштабируемый путь состоит в том, чтобы отделить нанолисты в решении, используя литий.
С этим методом, поскольку Вы разделяете материал, его молекулярные изменения решетки в различные формы; конечный продукт, как оказалось, каталитически активен как структура края».Чтобы определить, что происходило, и лучший способ заставить его произойти, команда Сандиа использовала компьютерные моделирования, произведенные соавтором На Сай из Техасского университета в Остине, который предложил который молекулярные изменения искать. Команда также наблюдала изменения с самыми современными микроскопами в Сандиа. включая Титана FEI, исправленный отклонением просвечивающий электронный микроскоп, который в состоянии рассмотреть атомы, обычно слишком маленькие, чтобы видеть на большинстве объемов.«Расширенный испытательный период, сделанный возможным объединенными навыками нашей группы, позволил реакциям наблюдаться с суммой необходимой детали», сказал Чоу.
Испытывая недостаток в этих инструментах, исследователи в других лабораториях закончили свои тесты, прежде чем реакция могла закончить себя, как повар, берущий сахар и воду от печи, прежде чем сироп будет произведен, приводя ко множеству противоречивых промежуточных результатов.Окончание беспорядка«Почему работа Стэна эффективна, то, что было так много беспорядка относительно того, как этот процесс работает и какие структуры на самом деле сформированы», сказал Кэехр. «Он однозначно показал, что эта желательная каталитическая форма – конечный результат законченной реакции».
Сказали Товарищ Сандиа и Университет преподавателя Нью-Мексико Джеффа Бринкера, другого бумажного автора, «Люди хотят неплатиновый катализатор. Молли очень дешева и в изобилии.
Делая эти относительно огромные площади поверхности каталитически активными, Стэн установил понимание структурного отношения этих двумерных материалов, которые определят, как они будут использоваться в конечном счете. Вы должны в основном понять материал, прежде чем Вы сможете продвинуться в изменении промышленного использования».Кэехр предостерегает, что то, что было установлено, является фундаментальным доказательством принципа, не производственным процессом. «Водное разделение – сложная реакция.
Это может быть отравлено, остановив molly реакцию через какое-то время период. Тогда Вы можете перезапустить его с кислотой.
Есть много запутанности, которая будет разработана.«Но заставляя недорогой molly работать это намного более эффективно могло снизить водородные производственные затраты путь».’Зеленый’ неорганический фотосинтезТребование, чтобы электричество вызвало реакцию, может быть удобным при некоторых обстоятельствах и также сдержать затраты.
«molly катализатор – по существу ‘зеленая’ технология», сказал Чоу. «Мы использовали солнечный свет для движущей силы эксперимента. Свет обработан через краску, которая получает свет. Фотокаталитический процесс хранит ту энергию в химических связях освобожденной водородной молекулы.«Это – своего рода фотосинтез, но использование неорганических материалов, а не заводы», Чоу продолжал. «Заводы используют ферменты, приведенные в действие солнечным светом, чтобы разбить воду в водород и кислород в тонком процессе.
Мы предлагаем подобную вещь здесь, но в более быстрой реакции и с более крепкими компонентами».Кэехр сказал, «Вы могли произвести водород и использовать его каждый раз, когда. Водород не теряет обвинение со временем или страдает от конверсионной неэффективности также, как и батареи в солнечном автомобиле».
Другими бумажными авторами был Пин Лу, Эрик Кокер, Шэн Лю и Тин Лук, все от Sandia Labs и Катерина Артюшкова из Университета Нью-Мексико.Работа была поддержана Офисом Министерства энергетики Науки, и через ее пользовательские сооружения в Сандиа управляемый Аламосом Центр / Лос управляемый Аламосом Центр Интегрированных Нанотехнологий и Национального энергетического Исследования Научный Вычислительный центр.
Техас Продвинутый Вычислительный центр также увеличил стоимость.