Ученые предложили способ удешевления топливных элементов электромобилей
Международная команда исследователей использовала химическую технику, получившую в 2017-м Нобелевскую премию, на смеси металлов, потенциально уменьшив стоимость топливных элементов дли электромобилей и вредные выбросы от обычного транспорта.
Награда была получена Йоахимом Франком, Ричардом Хендерсоном и Жаком Дюбоше за методику реконструкции одиночных частиц, сообщает sciencedaily.com. Специалисты Манчестерского, Оксфордского (Великобритания) и Университета Маккуори (Австралия) использовали ее для определения атомной химии металлических наноструктур. Эти материалы относятся к самым эффективным катализаторам систем преобразования энергии, вроде ТЭ. Награжденная методика впервые использовалась в подобном исследовании – традиционно ее применяли для анализа вирусов и биологических молекул.
Результаты проекта представлены в Nano Letters.
Металлические частицы имеют сложную звездообразную форму. Исследование показало, что края и углы отличаются по химическим процессам, которые теперь можно настраивать для удешевления батарей и каталитических конвертеров. Методика позволила составить трехмерную схему наночастиц, не повреждая их.
«Мы уже некоторое время изучали возможность использования томографии и электронных микроскопов для визуализации таких структур, — сказала профессор Сара Хей из Манчестерского университета. – Обычно мы вращаем частицу, снимая в разных направлениях, как при КТ-сканировании. Но эти структуры быстро повреждаются, не позволяя получить трехмерное изображение. Для решения проблемы мы обратились к биологическому подходу и спектроскопическим техникам».
При реконструкции одиночных частиц предполагается, что все рассматриваемые объекты идентичны по структуре, но имеют разное положение в электронном луче. Их изображения даются компьютерному алгоритму, воссоздающему трехмерную структуру. Исследователи использовали метод для визуализации платино-никелевых металлических наночастиц.
«Данные о трехмерном локальном химическом распределении атомов таких структурах могут помочь исследователям создать более дешевые и эффективные катализаторы», — сказал ведущий автор работы, И-Чи Ван из Манчестерского университета.
В будущем специалисты планируют автоматизировать процесс реконструкции частиц. Это позволит ускорить их оптимизацию и синтез.
