新南威尔士大学理学部化学学院:3可以在纳米尺度上按顺序“生长

电动悟空摘录 据外国媒体报道，新南威尔士大学（UNSW）研究人员展示了一种制造微型3的方法D新的材料技术最终可以降低氢电池和其他燃料电池的成本，更可持续。

(图片来源:新南威尔士大学)

新南威尔士大学理学部化学学院（School of Chemistry at UNSW Science）研究人员表明，3可以在纳米尺度上按顺序“生长”相互连接D层次结构。这些结构具有独特的化学和物理特性，能够支持能量转换反应。

从化学上讲，层次结构是分子等单元在其他单元组织中的配置，可能是有序的。类似的现象，如花瓣和树枝，也可以在自然界中看到。然而，这些结构在肉眼看不见的纳米层面具有巨大的潜力。

研究人员发现，这些3的传统方法是用来复制纳米级金属组件的D具有挑战性的结构。想想这些微小的3D材料需要多小，1 厘米有10毫米，如果计算其中一毫米有100万个微小分段，那么每个分段都是1纳米。新南威尔士大学电子显微镜系负责人Richard Tilley“到目前为止，研究人员已经能够在微米或分子级上组装层次结构，”教授说。然而，为了达到纳米级组装所需的精度水平，有必要开发一种新的自下而上的方法。”

通过化学合成（使用简单的化合物构建复杂的化合物），研究人员可以小心地在立方晶体结构的核心上生长六方晶体结构的镍分支，以创建大约10-20的尺寸nm的3D层次结构。由此获得的互联3D由于金属核心与分支的直接连接，纳米结构具有较高的表面积，具有较高的导电性和化学改性表面。这些特性使其成为理想的电催化剂载体(有助于加速反应速度的物质)在氧分析反应(能量转换的关键过程)中。研究人员利用电子显微镜单元（Electron Microscope Unit）先进的电子显微镜电化学分析测试了纳米结构的性质。

新南威尔士大学理学部化学学院Dr. Lucy Gloag说：“一步一步地生长材料，与微米组装结构形成对比，后者从大材料开始，然后蚀刻。这种新方法可以很好地控制条件，将所有组件保持在非常小的纳米尺度，并提供独特的催化性能。

燃料电池中的纳米催化剂

传统的催化剂通常是球形的，大多数原子被困在球的中间。由于表面原子很少，大部分材料被浪费，因为它们不能参与反应环境。

新的3D在反应环境中暴露更多的原子有助于实现更有效的催化能量转换。Tilley教授说：“如果用于燃料电池，催化剂的表面积越大，氢转化为电能的反应效率就越高。

Dr. Gloag这意味着需要反应的材料更少。“最终会降低成本，使能源生产更可持续，从而进一步减少对化石燃料的依赖。

下一阶段，研究人员将讨论用铂改性材料表面。铂是一种很好的催化金属，尽管成本很高。在电动汽车中，六分之一的成本来自燃料电池中使用的铂。Tilley教授说：“由于表面积超高，铂等材料可以在单个原子上分层，研究人员可以在反应环境中充分利用这些昂贵的金属。