Ný aðferð til að ákvarða vetnis samsætur í títanhýdríð nanofilms gætu eflt vetnisgeymslu

Í rannsókn sem birt var í Nature Communications hafa vísindamenn frá Institute of Industrial Science við [录田 1] háskólann í Tókýó greint frá aðferð til að ákvarða staðsetningu vetnis í nanofilms.

Vegna þess að þau eru mjög lítil geta vetnisatóm auðveldlega flutt inn í ramma annarra efna. Títan frásogar vetni til að gefa títanhýdríð, sem gerir það gagnlegt fyrir forrit eins og vetnisgeymslu.

Að skilja hversu mörg vetnisatóm eru til staðar og hvar nákvæmlega þau eru getur veitt lykilinn að stilla eiginleika efnisins. Samt sem áður, að greina vetni með algengum aðferðum, svo sem rafeindafræðingar og röntgengeislar-eru krefjandi vegna skorts á næmi fyrir litlu atómunum.

Vísindamennirnir sameinuðu tvö tækni-kjarnorkuviðbragðsgreining (NRA) og jónaleiðandi-til að mynda tvívíddar hyrndar kortlagningu títanhýdríð nanofilms.

„Við kíktum náið á TIH1.47 nanofilm,“ útskýrir aðalhöfundur rannsóknarinnar Takahiro Ozawa. "Að skilja nanofilms er gagnlegt þar sem mörg vetnistengd notkun felur í sér viðbrögð yfirborðs og undirlags. Okkur tókst að finna nákvæmlega bæði vetnis- og deuterium atómið í nanofilminu."

Öll deuterium atóm-samsætu vetnis með tvöföldum massa---var á stöðum í títankristalanum þekktur sem tetrahedral stöðu. Samt sem áður voru 11% vetnisatómanna sem voru til staðar á stöðum sem lýst er sem octahedral. Útreikningar sýndu að það að hafa þessa fjölbreytni á stöðum lækkaði samhverfuna, sem gerði grindurnar stöðugri.

Vegna þess að deuterium atómin tóku ekki upp octahedral staði vegna kjarnorkuáhrifa, gæti verið hægt að nota stjórn á hlutfalli vetnis samsætna sem leið til að stilla stöðugleika og eiginleika nanofilms út frá fyrirhugaðri notkun.

„Að geta greint á milli samsætanna tveggja í hydride leiddi í ljós tækifæri til stjórnunar,“ segir Katsuyuki Fukutani, yfirhöfundur. „Þetta mun greinilega hafa mikilvæg hagnýt forrit til að framleiða tiltekin fyrirbæri af völdum vetnis.“

Einnig er búist við að aukinn skilningur á títanhýdríð nanofilms muni stuðla að vetnisgeymslu, solid salta og ólíkum hvata forritum þegar við förum í átt að hagnýtum og öruggum grænum lausnum til framtíðar.