Công nghệ mới có thể giúp cung cấp năng lượng cho các thiết bị di động như điện thoại vệ tinh và radio.
Các hạt silicon siêu nhỏ phản ứng với nước để tạo ra hydro gần như ngay lập tức, theo các nhà nghiên cứu tại Đại học Buffalo.
Trong một loạt các thí nghiệm, các nhà khoa học đã tạo ra các hạt silicon hình cầu có đường kính khoảng 10 nanomet. Khi kết hợp với nước, các hạt này đã phản ứng tạo thành axit silicic (một sản phẩm phụ không độc hại) và hydro - một nguồn năng lượng tiềm năng cho pin nhiên liệu.
Cận cảnh các hạt nano silicon hình cầu có đường kính khoảng 10 nanomet. Trong Nano Letters, các nhà khoa học của UB báo cáo rằng các hạt này có thể tạo thành cơ sở của các công nghệ mới tạo ra hydro cho các ứng dụng năng lượng di động. Tín dụng: Nhóm nghiên cứu Swihart, Đại học Buffalo.
Theo nghiên cứu, phản ứng không yêu cầu bất kỳ ánh sáng, nhiệt hoặc điện nào và cũng tạo ra hydro nhanh hơn khoảng 150 lần so với các phản ứng tương tự sử dụng các hạt silicon rộng 100 nanomet và nhanh hơn 1.000 lần so với silicon số lượng lớn.
Các phát hiện đã xuất hiện trực tuyến trên Nano Letters vào ngày 14 tháng 1. Các nhà khoa học đã có thể xác minh rằng hydro mà họ tạo ra tương đối tinh khiết bằng cách thử nghiệm thành công trong một pin nhiên liệu nhỏ chạy bằng quạt.
Nhà nghiên cứu Mark T. Swihart, giáo sư kỹ thuật hóa học và sinh học của UB cho biết, khi nói đến việc tách nước để sản xuất hydro, silicon được nano hóa có thể tốt hơn những lựa chọn rõ ràng hơn mà mọi người đã nghiên cứu trong một thời gian, chẳng hạn như nhôm. Sức mạnh chiến lược của trường đại học trong các hệ thống cấu trúc nano tích hợp.
Nhà nghiên cứu Paras Prasad, giám đốc điều hành của Viện nghiên cứu về Laser, Photonics và Biophotonics (ILPB) và Giáo sư nổi tiếng của SUNY cho biết, với sự phát triển hơn nữa. trong các khoa Hóa học, Vật lý, Kỹ thuật Điện và Y học của UB. Ứng dụng thực tế nhất sẽ là cho các nguồn năng lượng di động.
Swihart và Prasad dẫn đầu nghiên cứu, được hoàn thành bởi các nhà khoa học của UB, một số người có liên kết với Đại học Nam Kinh ở Trung Quốc hoặc Đại học Hàn Quốc ở Hàn Quốc. Folarin Erogbogbo, một giáo sư trợ lý nghiên cứu tại UBR ILPB và tốt nghiệp tiến sĩ UB, là tác giả đầu tiên.
Tốc độ mà các hạt 10 nanomet phản ứng với nước khiến các nhà nghiên cứu ngạc nhiên. Trong vòng chưa đầy một phút, các hạt này mang lại nhiều hydro hơn các hạt 100 nanomet mang lại trong khoảng 45 phút. Tốc độ phản ứng tối đa của các hạt 10 nanomet nhanh gấp khoảng 150 lần.
Hình ảnh kính hiển vi điện tử truyền qua cho thấy các hạt nano silicon hình cầu có đường kính khoảng 10 nanomet. Các hạt này, được tạo ra trong phòng thí nghiệm UB, phản ứng với nước để nhanh chóng tạo ra hydro, theo nghiên cứu mới của UB. Tín dụng: Nhóm nghiên cứu Swihart, Đại học Buffalo.
Swihart cho biết sự khác biệt là do hình học. Khi chúng phản ứng, các hạt lớn hơn tạo thành các cấu trúc không có hình cầu mà bề mặt của chúng phản ứng với nước ít dễ dàng và kém đồng nhất hơn bề mặt của các hạt nhỏ hơn, hình cầu, ông nói.
Mặc dù cần nhiều năng lượng và tài nguyên đáng kể để sản xuất các quả bóng silicon siêu nhỏ, các hạt này có thể giúp cung cấp năng lượng cho các thiết bị cầm tay trong tình huống có nước và tính di động quan trọng hơn chi phí thấp. Các hoạt động quân sự và các chuyến đi cắm trại là hai ví dụ về các kịch bản như vậy.
Trước đây, người ta không biết rằng chúng ta có thể tạo ra hydro này nhanh chóng từ silicon, một trong những nguyên tố phong phú nhất của Trái đất, chanh Erogbogbo nói. Lưu trữ an toàn hydro là một vấn đề khó khăn mặc dù hydro là một ứng cử viên tuyệt vời cho năng lượng thay thế, và một trong những ứng dụng thực tế trong công việc của chúng tôi là cung cấp hydro cho năng lượng pin nhiên liệu. Đó có thể là xe quân sự hoặc các ứng dụng di động khác gần nước.
Có lẽ thay vì mang theo máy phát điện chạy xăng hoặc dầu diesel và bình nhiên liệu hoặc bộ pin lớn với tôi đến khu cắm trại (dân sự hoặc quân sự), nơi tôi có nước, tôi lấy một pin nhiên liệu hydro (nhỏ hơn và nhẹ hơn máy phát điện) và một ít nhựa Hộp mực của thuốc nano silicon trộn với một chất kích hoạt, ông Swihart nói, hình dung các ứng dụng trong tương lai. Sau đó, tôi có thể cung cấp năng lượng cho đài phát thanh vệ tinh và điện thoại, GPS, máy tính xách tay, ánh sáng, v.v ... Nếu tôi đúng lúc, tôi thậm chí có thể sử dụng nhiệt dư thừa được tạo ra từ phản ứng để làm nóng nước và pha trà.
Qua đại học Buffalo