Графену с дефектами нашли применение в топливных элементах

Графену с дефектами нашли применение в топливных элементах

Физики из США показали, что локальные дефекты в кристаллической структуре однослойного графена могут привести к эффективному переносу протонов через него. Это может найти применение в конструкции топливных батарей будущего. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Communications, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Северо-Западного университета в Иллинойсе.

Графен представляет собой двумерную кристаллическую решетку из атомов углерода, расположенных в вершинах правильного шестиугольника. При комнатных температурах перенос протонов через него происходит только при наличии в графене наноразмерных отверстий или его допировании (введении специальных примесей). Оказалось, что замена в некоторых местах такой решетки атомов углерода другими структурами (например, углеводородами или гидроксильными радикалами) образует дефекты, которые приводят к эффективному переносу протонов через слой графена.

Свои выводы ученые подтвердили снимками экспериментального слоя графена с деформациями, полученными с помощью сканирующего электронного микроскопа, а также компьютерным моделированием с использованием методов молекулярной динамики и функционала плотности. Ученые отмечают, что наблюдаемые ими модифицированные мембраны отличаются эффективным переносом протонов и его высокой селективностью. Это позволяет использовать их в будущих аккумуляторах.

В топливных элементах, преобразующих химическую энергию поступающих в батарею соединений в электрическую, используются специальные протоннообменные мембраны. Такие полимерные или керамические мембраны, как правило, разделяют электроды и служат для транспорта протонов в элементах. Ученые отмечают, что в будущем в таких батареях мембраны могут изготавливаться из графена.

Lenta.ru

Похожие новости:
Будущее топливных элементов связали с платиновыми многогранниками
Химики из США, Китая и Саудовской Аравии разработали метод получения наноразмерных платиновых многогранников, которые придают катализаторам топливных батарей рекордную удельную эффективность. Работа с описанием новой технологии опубликована в журнале Science, кратко о ней можно прочитать на сайте ..
2014-02-28 1071 0 Технология
0
Графену нашли применение в радарах
Композиционный материал на основе графена предложено использовать для защиты от непогоды радарных антенн. Материал проводит ток и при этом пропускает радиоволны, поэтому из него можно сделать обогреваемые колпаки с защитой от обледенения. Подробности приводит университет Райса со ссылкой на статью в журнале ..
2014-01-23 838 0 Технология
0
Микросубмарины будут очищать море от нефти
Ученые нашли новое применение микроустройствам, которые раньше использовались только в медицине. Новинки предназначены для сбора капель нефти из загрязненной воды и транспортирования их в коллекторы. Специалисты разработали новую технологию, которая позволит эффективно очищать океан от нефти, попавшей ..
2012-05-8 1199 0 Технология
0
Графену нашли применение в радарах
Композиционный материал на основе графена предложено использовать для защиты от непогоды радарных антенн. Материал проводит ток и при этом пропускает радиоволны, поэтому из него можно сделать обогреваемые колпаки с защитой от обледенения. Подробности приводит университет Райса со ссылкой на статью в журнале ..
2013-12-18 741 0 Технология
0
Ученые научились вживлять топливо в живые организмы
Ученые нашли способ превращать живые организмы – улиток, тараканов и грибы – в электронных «киборгов». Это делается путем имплантации крошечных «топливных элементов», которые генерируют и накапливают электроэнергию, используя метаболические процессы этих организмов. Работы, финансируемые ..
2012-03-18 1288 1 Технология
0
Слепой индиец научился делать звуковые фотографии
Слепой от рождения индиец Пранав Лал (Pranav Lal) научился делать звуковые фотоснимки с помощью программы, изначальное предназначение которой — облегчать людям с дефектами зрения ориентироваться в пространстве, передает портал New Scientist. Софт под названием vOICe конвертирует цветное изображение в черно-белое, ..
2015-08-17 2985 0 Технология
-1
Холодная плазма будет обеззараживать продукты питания
Ученые из Института Аграрной Техники имени Лейбница в Потсдаме нашли новое применение многообещающей технологии, которая называется холодной плазмой. Она уже применяется для дезинфекции в медицине, поэтому ученые планируют обеззараживать с ее помощью специи и другие продукты питания. Процесс состоит ..
2013-01-7 1266 0 Технология
0
Великобритания делает ставку на водородный транспорт
Правительство Великобритании запустило новую межотраслевую программу UKH2Mobility, целью которой является переход к использованию топливных элементов на основе водорода вместо привычного топлива. По данным западных аналитиков, Великобритания стремится стать лидером в производстве транспортных средств на основе ..
2012-01-20 1342 0 Технология
0
Созданы суперчувствительные графеновые датчики
Датчики, сделанные из изолирующего основания, покрытого листом графена с единственным толстым слоем атомов углерода настолько чувствительны, что могут обнаруживать отдельные молекулы газа, сообщает mysmi.net. Изменяя химические свойства изолирующего слоя, при этом не затрагивая графеновый слой, ..
2013-05-11 1109 0 Технология
0
В России получили первую партию нового ядерного топлива
В Железногорске (Россия) вышла первая партия таблеток с современным ядерным топливом для реакторов атомных электростанций (АЭС). Они позволят повысить эффективность работы АЭС вследствие снижения доли радиоактивных отходов, сообщается на сайте производителя топливных таблеток — Горно-химического комбината (ФГУП ..
2014-09-18 1038 0 Технология
0
Томские учёные придумали альтернативное топливо из торфа
Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) нашли способ изготавливать топливные брикеты из низкосортных горючих материалов - сапропели (донные отложения), торфа и бурого угля, которые по теплотворной способности (количество тепла, выделяемое при сгорании) равны каменному углю и имеют ..
2012-08-31 1209 0 Технология
0
Бактерии переработают мочу в электричество
Группа ученых из Университета Бата, Лондонского университета Квин-Мэри и лаборатории робототехники в Бристоле разработала микробные топливные элементы, которые позволяют получать энергию из мочи. Работа опубликована в журнале Electrochimica Acta.Микробные топливные элементы работают на способности некоторых бактерий ..
2016-03-17 969 0 Технология
-1
Компания из Черноголовки разработала водородный двигатель
В Черноголовке российская высокотехнологичная компания AT Energy разрабатывает и поставляет на рынок водород-воздушные топливные элементы.Водородные топливные элементы по сравнению с используемыми в электронике литий-ионными аккумуляторами способны служить более восьми лет и практически не требуют обслуживания. Кроме того, емкость батарей ограничена ..
2016-03-31 2213 0 Технология
4
Инженеры создали работающую на солнце и воде батарейку
Инженеры из Осакского университета использовали солнце, чтобы превратить морскую воду в электричество. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications. Впервые солнечный свет был применен для производства перекиси водорода в количествах, достаточных для использования в топливных элементах.По словам ученых, перекись ..
2016-05-23 1005 0 Технология
0
Учёные изобрели наноматериал для топливных элементов
Используя смесь из золота, меди и наночастиц платины, «IBN» исследователи разработали более мощный и более прочный материал для топливного элемента. Совсем недавно этот прорыв был опубликован в журнале «Energy and Environmental Science», сообщает «SciencePlanet.ru». Топливные элементы являются перспективной ..
2012-08-25 1360 0 Технология
0