Новый протонный проводник в 100 раз эффективнее графена

Источник «ECONET» / фото - «econet.ua» 10.09.2019 12:39

Исследователи из Университета Манчестера обнаружили, что атомно-тонкие слюды - название, данное этому типу минерала, - являются превосходными проводниками протонов.

Слюда толщиной в один атом может быть отличным протонным проводником, который можно использовать в качестве двумерного материала в топливных элементах и других водородных технологиях.

Ранее команда ученых из Университета Манчестера открыла, что 2D-материалы вроде графена крайне проницаемы для протонов — ядер атомов водорода. При этом, впрочем, выяснилось, что другие двумерные материалы, такие как сульфид молибдена, толщиной всего три атома, полностью для протонов непроницаемы.

В своем новейшем исследовании ученые показали, что протоны способны легко проникать сквозь тонкие слои слюды несмотря на то, что они в десять раз толще графена.
Слюда, как и графит, состоит из кристаллических слоев, которые можно отделять один от другого. Ученые изолировали один из таких слоев и увидели, что он в 100 раз более проницаем для протонов, чем графен.

На первый взгляд, результат кажется невозможным, потому что слюда намного толще слоя сульфида молибдена, который полностью непроницаем для протонов. Однако в кристаллах слюды есть трубчатые каналы, которые заполнены гидроксильными группами, которые напоминают проводящие протоны одномерные цепи в воде. Протоны прыгают вдоль этих цепей, превращая материал в превосходный проводник.

Кроме того, исследование показало, что слюда становится особенно проводящей в температурном режиме, недоступном для других родственных технологий.
«Существует дефицит проводящих протон материалов, которые могут надежно работать при температуре между 100 °C и 500 °C. Однако, это самый привлекательный диапазон для оптимальной работы топливных элементов и других водородных технологий. Слюда толщиной в один атом отлично показала себя в этих температурах», — подчеркнул Марцело Лозада-Идальго, один из исследователей.

Теперь ученые работают над созданием прототипа мембраны из слюды, чтобы ее можно было протестировать в промышленных условиях.

Более перспективным, чем чудо-материал XXI века графен может оказаться борофен — вумерный кристалл бора. Его уникальные свойства можно использовать в качестве основы для создания электронных компонентов с настраиваемыми свойствами.

Новость на сайте «ECONET» / Интересные / 2019-09-10T12:39:00+03:00 / 244

Другие новости / Интересные

Интересные