Ny forskning kan hjælpe renere energiteknologier

Ny forskning ledet af fakultetet ved Binghamton University, State University of New York, kunne hjælpe med renere energiteknologier.

Atomreaktionen mellem gasser og oxider er en nøglebrik i mange teknologiske gåder. Det kan føre til fordele såsom bedre katalysatorer for at muliggøre renere energiteknologier, eller til problemer som korrosion.

At forstå disse interaktioner er ikke altid let, selvom, og går ofte ikke ud over overfladen – helt bogstaveligt.

Et team fra Binghamton University, Brookhaven National Laboratory og National Institute of Standards and Technology – ledet af professor Guangwen Zhou fra Thomas J. Watson School of Engineering and Applied Science's Department of Mechanical Engineering – har en ny måde at se dybere ind i, hvordan gasmolekyler påvirker atomerne nedenunder overfladen af ​​et materiale.

Det undersøgte materiale er kobberoxid, et kobberoxid, som mange forskere er interesserede i, fordi det er mere rigeligt og billigere end ædelmetaller som sølv, guld og platin, og det bruges til adskillige processer såsom methanolproduktion.

For papiret "Overfladereaktion inducerede strukturelle svingninger i undergrunden, " offentliggjort tidligere på måneden i Naturkommunikation , Zhou og hans medforskere (inklusive Binghamton Ph.D.-studerende Xianhu Sun, Wenhui Zhu, Dongxiang Wu, Chaoran Li, Jianyu Wang, Yaguang Zhu og Xiaobo Chen) undersøgte reaktionen mellem brint og kobberoxid ved hjælp af atom-skala transmissionselektronmikroskopi.

Teknikken tillod dem at se overfladen og undergrunden samtidigt og i realtid, viser, at strukturelle svingninger induceres i undergrunden ved tab af ilt fra oxidoverfladen.

"Dette studie viser, hvordan reaktionen fra overfladen forplanter sig til dybere atomlag. Vi ser på det fra et tværsnit, så vi kan se atomer både i det øverste lag og underjordiske lag tydeligere, " sagde Zhou, der underviser som en del af Materials Science and Engineering Program og også er associeret direktør for Binghamtons Institute for Materials Research.

Denne nye undersøgelse er finansieret af Department of Energy, i håb om, at resultaterne kan føre til bedre katalysatorer, forbedrede batterier, længere holdbare køretøjer og andre produkter af højere kvalitet.

"Hvis vi kender disse reaktionsmekanismer, vi kan designe bedre materialer, " sagde Zhou. "Vi kan ikke kun bekymre os om overfladen, men også de dybere lag, hvis vi ønsker at forstå processen bedre."