Dull Newydd ar gyfer Pwyntio Gallai isotopau hydrogen mewn nanofilmiau titaniwm hydrid hyrwyddo storio hydrogen

Mewn astudiaeth a gyhoeddwyd yn Nature Communications, mae ymchwilwyr o'r Sefydliad Gwyddoniaeth Ddiwydiannol ym Mhrifysgol [录田 1] Tokyo wedi nodi dull ar gyfer pennu lleoliad hydrogen mewn nanofilmiau.

Oherwydd eu bod yn fach iawn, gall atomau hydrogen fudo yn hawdd i fframwaith deunyddiau eraill. Mae titaniwm yn amsugno hydrogen i roi hydridau titaniwm, gan ei wneud yn ddefnyddiol ar gyfer cymwysiadau fel storio hydrogen.

Gall deall faint o atomau hydrogen sy'n bresennol a ble yn union eu bod yn allwedd i diwnio priodweddau'r deunydd. Fodd bynnag, mae canfod hydrogen â thechnegau a ddefnyddir yn gyffredin-fel stilwyr electronau a phelydrau-X-yn heriol oherwydd eu diffyg sensitifrwydd i'r atomau bach.

Cyfunodd yr ymchwilwyr ddau dechneg-dadansoddiad adwaith niwclear (NRA) a sianelu ïon-i gynhyrchu mapio onglog dau ddimensiwn o nanofilmiau titaniwm hydrid.

"Fe wnaethon ni edrych yn ofalus ar nanofilm TIH1.47," eglura prif awdur yr astudiaeth Takahiro Ozawa. "Mae deall nanofilmiau yn ddefnyddiol gan fod llawer o gymwysiadau sy'n gysylltiedig â hydrogen yn cynnwys adweithiau arwyneb ac is-wyneb. Roeddem yn gallu lleoli'r atomau hydrogen a deuteriwm yn y nanofilm yn union."

Yr holl atomau deuteriwm-isotop o hydrogen gyda dwbl ei dorfol mewn lleoliadau yn y grisial titaniwm o'r enw safleoedd tetrahedrol. Fodd bynnag, roedd 11% o'r atomau hydrogen a oedd yn bresennol mewn safleoedd a ddisgrifiwyd fel octahedrol. Dangosodd cyfrifiadau fod cael yr amrywiaeth hon yn y safleoedd yn gostwng y cymesuredd, a wnaeth y dellt yn fwy sefydlog.

Oherwydd nad oedd yr atomau deuteriwm yn meddiannu safleoedd octahedrol oherwydd effeithiau cwantwm niwclear, gellid defnyddio'r gymhareb isotopau hydrogen fel ffordd o diwnio sefydlogrwydd a phriodweddau nanofilmiau yn seiliedig ar y cymhwysiad a fwriadwyd.

"Datgelodd gallu gwahaniaethu rhwng y ddau isotop yn yr Hydride gyfle i reoli," meddai Katsuyuki Fukutani, uwch awdur. "Mae'n amlwg y bydd gan hyn gymwysiadau ymarferol pwysig ar gyfer cynhyrchu ffenomenau penodol a achosir gan hydrogen."

Disgwylir i'r ddealltwriaeth well o nanofilmiau hydrid titaniwm hefyd gyfrannu at gymwysiadau storio hydrogen, electrolyt solet, a chatalysis heterogenaidd wrth inni symud tuag at atebion gwyrdd ymarferol a diogel ar gyfer y dyfodol.