روش جدید برای اشاره به ایزوتوپهای هیدروژن در نانوفیلم های هیدرید تیتانیوم می تواند ذخیره هیدروژن را پیش ببرد

در مطالعه ای که در ارتباطات طبیعت منتشر شده است ، محققان انستیتوی علوم صنعتی در دانشگاه [1] دانشگاه توکیو روشی را برای تعیین محل هیدروژن در نانوفیلم ها گزارش داده اند.

از آنجا که آنها بسیار کوچک هستند ، اتم های هیدروژن به راحتی می توانند به چارچوب مواد دیگر مهاجرت کنند. تیتانیوم هیدروژن را برای دادن هیدریدس تیتانیوم جذب می کند و آن را برای کاربردهایی مانند ذخیره سازی هیدروژن مفید می کند.

درک اینکه چه تعداد اتم هیدروژن وجود دارد و دقیقاً در کجا قرار دارند می توانند کلید تنظیم خواص مواد را فراهم کنند. با این حال ، تشخیص هیدروژن با تکنیک های متداول مانند پروب های الکترون و اشعه ایکس-به دلیل عدم حساسیت آنها به اتم های کوچک چالش برانگیز است.

محققان دو روش تجزیه و تحلیل واکنش هسته ای (NRA) و کانال یون را برای تولید نقشه برداری زاویه ای دو بعدی نانوفیلم های هیدرید تیتانیوم ترکیب کردند.

نویسنده اصلی مطالعه Takahiro Ozawa ، توضیح می دهد: "ما نگاهی دقیق به نانوفیلم TIH1.47 انداختیم." "درک نانوفیلم ها مفید است زیرا بسیاری از برنامه های مربوط به هیدروژن شامل واکنش های سطح و زیرسطحی هستند. ما توانستیم اتم های هیدروژن و دوتریوم را در نانوفیلم دقیقاً پیدا کنیم."

تمام اتمهای دوتریوم-ایزوتوپ هیدروژن با دو برابر جرم آن در مکان های کریستال تیتانیوم معروف به موقعیت های چهار ضلعی. با این حال ، 11 ٪ از اتم های هیدروژن موجود در سایت های توصیف شده به عنوان هشت ضلعی بودند. محاسبات نشان داد که داشتن این تنوع در سایت ها تقارن را کاهش می دهد ، که باعث می شود شبکه پایدار تر شود.

از آنجا که اتم های دوتریوم به دلیل اثرات کوانتومی هسته ای ، مکانهای هشت ضلعی را اشغال نکردند ، کنترل نسبت ایزوتوپهای هیدروژن می تواند به عنوان ابزاری برای تنظیم پایداری و خواص نانوفیلم ها بر اساس کاربرد مورد نظر استفاده شود.

Katsuyuki Fukutani ، نویسنده ارشد ، می گوید: "قادر به تمایز بین دو ایزوتوپ در هیدرید ، فرصتی برای کنترل نشان داد." "این به وضوح کاربردهای عملی مهمی برای تولید پدیده های خاص ناشی از هیدروژن خواهد داشت."

همچنین انتظار می رود درک پیشرفته از نانوفیلم های هیدرید تیتانیوم در ذخیره سازی هیدروژن ، الکترولیت جامد و کاربردهای کاتالیز ناهمگن نقش داشته باشد ، زیرا ما به سمت راه حل های سبز عملی و ایمن برای آینده حرکت می کنیم.