Новият метод за определяне на водородни изотопи в титанови хидридни нанофилми може да предварително да се съхранява водород

В проучване, публикувано в Nature Communications, изследователи от Института за индустриални науки в Университета [录田 1] в Токио съобщават за метод за определяне на местоположението на водорода в нанофилмите.

Тъй като те са много малки, водородните атоми могат лесно да мигрират в рамките на други материали. Титанът абсорбира водород, за да придава титанов хидриди, което го прави полезен за приложения като съхранение на водород.

Разбиране колко водородни атома присъстват и къде точно могат да осигурят ключа за настройка на свойствата на материала. Въпреки това, откриването на водород с често използвани техники-като електронни сонди и рентгенови лъчи-е предизвикателство поради липсата на чувствителност към малките атоми.

Изследователите комбинираха два техники-ядрен анализ на реакцията (NRA) и йонно канализиране, за да генерират двуизмерно ъглово картографиране на титанови хидридни нанофилми.

"Погледнахме внимателно нанофилма TIH1.47", обяснява водещият автор на изследването Takahiro Ozawa. "Разбирането на нанофилмите е полезно, тъй като много приложения, свързани с водород, включват реакции на повърхностни и подземни повърхности. Успяхме точно да локализираме както водородните, така и деутериевите атоми в нанофилма."

Всички деутериеви атоми-изотоп на водорода с двойно масово-масово на места в титанов кристал, известен като тетраедрични позиции. Въпреки това, 11% от наличните водородни атоми са на места, описани като октаедрични. Изчисленията показват, че това разнообразие в сайтовете намалява симетрията, което прави решетката по -стабилна.

Тъй като деутериевите атоми не заемаха октаедрични места поради ядрени квантови ефекти, контролирането на съотношението на водородни изотопи може да се използва като средство за настройка на стабилността и свойствата на нанофилмите въз основа на предвиденото приложение.

„Способността да се разграничи между двата изотопа в хидрида разкри възможност за контрол“, казва Кацуюки Фукутани, старши автор. "Това очевидно ще има важни практически приложения за производство на конкретни индуцирани от водород явления."

Очаква се засиленото разбиране на титановите хидридни нанофилми да допринесе за съхранение на водород, твърд електролит и хетерогенни приложения за катализа, докато се придвижваме към практически и безопасни зелени решения за бъдещето.