Графен с дефектами может принести пользу

Графен с дефектами может принести пользу
Графен с дефектами может принести пользу
Американские физики обнаружили, что графен, имеющий в своей структуре некоторые дефекты, может быть полезен разработчикам топливных батарей. Отклонения от нормы способствуют переносу протонов.

Графен – материал с широчайшей сферой применения. Он удивительно прочен, мало весит, его производство дешево обходится. Это вещество представляет собой двумерную кристаллическую решетку, состоящую из атомов углерода, которые располагаются в вершинах шестиугольника. В обычных условиях, при наличии комнатных температур, транспортировка протонов через графен осуществляется, если в материале есть наноразмерные отверстия. Также этого эффекта можно добиться, вводя в графен определенные примеси. Физики выяснили, что, если в некоторых участках решетки заменить атомы углерода иными соединениями, такими, как углеводород или гидроксильные радикалы, возникают дефекты, ведущие к эффективному переносу протонов через графеновый слой.
Физики объясняют это необычное явление механизмом Гротгуса, который заключается в том, что перенос протона в веществе растворителя (вода или углеводород) осуществляется поэтапно. Протон транспортируется от одной молекулы растворителя к следующей благодаря имеющейся водородной связи.
Выводы физиков подтверждают снимки, изображающие экспериментальный слой графена, в котором видны деформации. Модифицированные мембраны продемонстрировали возможности эффективного переноса протонов, причем с высокой селективностью. И это ценное свойство можно использовать в аккумуляторах будущего.
В топливных элементах преобразуется химическая энергия соединений, поступающих в батарею, в электрическую. Для этого служат протонообменные мембраны из полимеров или керамики. Они способны разделить электроды и осуществить транспортировку протонов. Авторы открытия полагают, что со временем графеновые мембраны будут использоваться в подобных батареях.
Нет комментариев. Ваш будет первым!