Los carbonos nanoporosos optimizados pueden servir como electrodos para el transporte rápido de electrones e iones o mejorar el rendimiento de los dispositivos de almacenamiento y conversión de energía. Por lo tanto, la capacidad de ajuste del tamaño, la forma y la distribución de los poros es muy necesaria. El equipo del Instituto HZB paraLa materia blanda y los materiales funcionales colaboraron con un grupo de la Universidad de Tartu, Estonia, para investigar la nanoarquitectura, la superficie interna, el tamaño, la forma y la distribución de los nanoporos en función de las condiciones de síntesis.
Los colegas en Estonia produjeron una serie de carbonos nanoporosos al hacer reaccionar un polvo de carburo de molibdeno Mo2C con cloro gaseoso a 600, 700, 800, 900 y 1000 grados Celsius. Dependiendo de las condiciones de síntesis elegidas, el carbono nanoporoso exhibe diferentespropiedades tales como área de superficie, porosidad, conductividad electrónica e iónica, hidrofilia y actividad electrocatalítica.
Las estructuras superficiales se analizaron mediante microscopía electrónica de transmisión en el HZB. La superficie interior de los materiales de nanocarbono generalmente se investiga mediante la adsorción de gas. Sin embargo, este método no solo es relativamente inexacto, sino que tampoco contiene información sobre la forma y el tamaño dePara obtener información más profunda, la Dra. Eneli Härk y sus colegas de HZB trabajaron con la dispersión de rayos X de ángulo pequeño, una técnica que permite obtener información sobre diversas características estructurales en la escala nanométrica, incluido el tamaño medio de los poros.
La dispersión de rayos X de ángulo pequeño no solo proporciona información sobre el área superficial interna precisa y el tamaño medio de poro, sino también sobre su angularidad, es decir, los bordes afilados de los poros formados, que juegan un papel importante para la funcionalización de los materiales"El análisis SAXS resume una enorme cantidad de microporos omitiendo suposiciones engañosas, lo que relaciona directamente la arquitectura nanoestructural del material con los parámetros técnicos macroscópicos que se investigan en ingeniería", explica Härk.
El objetivo principal era comprender la formación estructural y las características electroquímicas del carbono en función de la temperatura de síntesis. "Para una función óptima, no solo es crucial el área superficial interna alta, sino que los poros deben tener exactamente la forma y el tamaño correctosy distribución ", dice Härk.
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Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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