"Defekte" Nanoröhren ermöglichen die Wasserstoffproduktion • Wissenschaftsnachrichten zu den "Elementen" • Nanotechnologien, Energie

Defekte Nanoröhren erleichtern die Wasserstoffproduktion

Ein Wassermolekül wechselwirkt mit Kohlenstoff-Nanostrukturen (Bild von www.ncsu.edu)

Der Einsatz von Nanotechnologie kann den Energieverbrauch für die Wasserstoffproduktion halbieren, so Forscher der North Carolina State University. Ihren Daten zufolge kann der Prozess der Zersetzung von Wasser, das bei der Herstellung von Wasserstoff verwendet wird, aufgrund der einzigartigen katalytischen Eigenschaften von Kohlenstoff-Nanoröhren beschleunigt werden.

Laut einer Pressemitteilung der Universität fand ein Team um Marco Buongiorno-Nardelli heraus, dass aufgrund der natürlichen Defekte von Kohlenstoff-Nanoröhren einige chemische Reaktionen beschleunigt werden können. Dies wird dadurch erklärt, dass die Atome, die die "defekten" Nanoröhren bilden, "nicht vollständig" (im Wesentlichen "unvollständig") und daher chemisch aktiver sind.

"Wenn wir über chemische Reaktionen in Kohlenstoff-Nanoröhren sprechen, stellen wir uns normalerweise vor, dass sie in perfekt geformten Nanostrukturen vorkommen", bemerkt Bonjorna-Nardelli. "Aber in Wirklichkeit haben solche Strukturen Defekte – Orte, an denen das Kohlenstoffatomnetz beschädigt ist." Und genau diese Fehler können den Verlauf chemischer Reaktionen beeinflussen. "

Wissenschaftler glauben, dass ihre Entdeckung es insbesondere ermöglichen wird, die Technologie der Zersetzung von Wasser zur Herstellung von Wasserstoff zu modernisieren. Eine der modernen Methoden – die Thermolyse – besteht darin, Wasser auf 2000 ° C zu erhitzen. Danach wird das Wassermolekül unter Bildung eines Wasserstoffatoms zerstört. Nachdem sie diesen Prozess mehrere Monate lang modelliert hatten, kamen die Forscher zu dem Schluss, dass bei Verwendung von "defekten" Nanoröhren-Katalysatoren eine Temperatur von nur 1000 ° C ausreicht, um das Molekül zu zerstören und dementsprechend viel weniger Energie benötigt wird.

Bisher sprechen wir jedoch nur über das Computermodell, und Forscher der Universität von North Carolina müssen erst noch eine kostengünstige Methode zur Verwendung von Nanokatalysatoren unter realen Bedingungen entwickeln.

Die Arbeit wurde am 23. September in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.


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