Sudah waktunya untuk pesaing baru dalam konversi dan penyimpanan energi

Kombinasi sifat khas dari bahan dua dimensi menginspirasi penelitian untuk mengungkapkan pemimpin baru.

Penelitian evolusioner telah membantu para ilmuwan memprediksi struktur energi terendah dari material dua dimensi (2D), B2Hal6, dengan beberapa fitur luar biasa, seperti anisotropi struktural dan geometri Janus.

Material Janus, yang menyandang nama dewa dualitas Yunani dua sisi, memiliki dua permukaan dengan sifat fisik yang berbeda. Dengan demikian, mereka menawarkan keuntungan unik, seperti efisiensi hidrogen-matahari yang tinggi.

Bahan anisotropik memiliki sifat yang berbeda jika diukur dengan arah yang berbeda. Dalam kasus B2Hal6, difusi ionik sangat anisotropik, sebuah fitur yang berpotensi berguna dalam solusi penyimpanan energi yang terjangkau, seperti baterai ion logam.

Berbeda dengan background seperti grafik, material 2D lainnya, material baru ini memiliki pita yang dapat disesuaikan secara luas yang menjadikannya kandidat yang lebih baik untuk digunakan pada perangkat elektronik.

Struktur B2P6

Tim KAUST menggunakan kalkulasi penelitian evolusi dan prinsip generasi pertama untuk memprediksi struktur B.2Hal6. Kredit: © 2020 FOLDER

Udo Schwingenschlögl, profesor fisika terapan di KAUST, dan Minglei Sun, postdoctoral, melakukan pencarian mendetail dari struktur kristal 2D paling stabil dari senyawa biner yang mengandung atom boron dan fosfor hingga mencapai B2Hal6.

“Kami menggunakan kalkulasi pencarian evolusioner dan prinsip awal untuk memprediksi struktur ini,” kata Sun.

Berdasarkan evolusi biologis, pencarian evolusioner adalah metode komputasi yang digunakan para ilmuwan untuk mencari struktur kristal dalam ribuan kandidat. Dengan menggunakan struktur ini sebagai masukan dalam kalkulasi prinsip pertama, mereka dapat menentukan sifat fisik menurut prinsip teori kuantum.

“Fitur luar biasa dari anisotropi dan geometri Janus menginspirasi kami untuk mencari material 2D yang menggabungkan kelebihan ini,” jelas Sun. Kombinasi ini memungkinkan untuk properti baru dan, pada gilirannya, aplikasi yang lebih luas.

Dalam pemeriksaan pendahuluan, B2Hal6 menunjukkan janji yang sangat baik di bidang elektronik dan untuk penerapannya dalam konversi dan penyimpanan energi.

Bahan baru ini menunjukkan daya serap cahaya yang kuat, sehingga berpotensi berguna dalam produksi bahan bakar bersih dari divisi fotokatalitik air, suatu proses yang menggunakan cahaya alami atau buatan untuk menghasilkan hidrogen dari air. Ini lebih efisien daripada fotokatalis tradisional, terutama karena tingkat rekombinasi rendah dari pembawa fotogenerasi.

“Untuk B2Hal6, rekombinasi pembawa fotogenerasi secara signifikan ditekan oleh medan listrik intrinsik yang diinduksi oleh struktur Janusnya, “jelas Sun.” Ini berarti bahwa lebih banyak pembawa fotogenerasi akan berpartisipasi dalam reaksi redoks untuk pembelahan air. Efisiensi penggunaan perusahaan angkutan mencapai 45,1 persen. “

Para peneliti kemudian berencana untuk “memprediksi lebih banyak bahan anisotropik 2D Janus dengan sifat luar biasa dan memberikan pedoman eksperimental untuk rekan kerja,” kata Schwingenschlögl.

Referensi: “B2Hal6: Bahan anisotropik Janus dua dimensi dengan potensi dalam divisi air fotokatalitik dan baterai ion logam“Oleh Minglei Sun dan Udo Schwingenschlögl, 27 Mei 2020, Bahan kimia.
DOI: 10.1021 / acs.chemmater.0c01536

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Skrining sinar-X mengidentifikasi obat yang menjanjikan untuk pengobatan COVID-19

Sebuah tim peneliti, termasuk ilmuwan MPSD, telah mengidentifikasi beberapa kandidat untuk melawan obat tersebut SARS-CoV-2 coronavirus menggunakan sumber cahaya sinar-X PETRA III di German...

Teori konspirasi memengaruhi perilaku kita – bahkan jika kita tidak mempercayainya!

Paling tidak karena COVID-19 pandemi, teori konspirasi lebih relevan dari sebelumnya. Mereka diberitakan dan didiskusikan di hampir semua media dan komunikasi. Tapi...

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.