Goldeno, abgeleitet aus Graphen und Gold, wurde zufällig entdeckt und erleichtert die Produktion von Wasserstoff

Er Graphen Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften bietet es ein großes Anwendungspotenzial in verschiedenen Bereichen. Insbesondere bei Batterien wird deren Integration untersucht Verbesserung der Effizienz und Haltbarkeit. Zu seinen möglichen Vorteilen gehören a höhere EnergiedichteDadurch kann mehr Energie auf weniger Raum gespeichert werden, was bei tragbaren Geräten und Elektrofahrzeugen ein großer Vorteil ist.

Sein hohe Leitfähigkeit Ermöglicht schnellere Ladezeiten und eine längere Lebensdauer durch Reduzierung der Verschlechterung. Außerdem könnte dadurch das Gesamtgewicht der Batterie deutlich reduziert werden, was sich im Falle eines Elektrofahrzeugs in einer größeren Reichweite niederschlägt. Seine groß angelegte und reine Formproduktion steht jedoch im Vordergrund technische und wirtschaftliche Herausforderungen was seine Kommerzialisierung vorerst verhindert. Die weitere Forschung auf diesem Gebiet ist unerlässlich, um das volle Potenzial von Graphen in Batterien und anderen Anwendungen auszuschöpfen.

Ein neues Material auf Basis von Graphen und Gold

Ein Forscherteam der Schwedische Universität Linköping hat ein innovatives Material entwickelt, das sie „goldeno‘, da es durch die Integration von Goldatomen in die Struktur von Graphen entsteht und so sehr feine Schichten entstehen eine einzelne Schicht aus Atomen golden Diese Architektur hat auch einen Namen hervorgebracht, der aus der Vereinigung der Namen ihrer beiden Bestandteile im Englischen entstanden ist: die Verschmelzung der Wörter „Gold“ und „Graphen“.

Die Herstellung von Goldo erfolgt mithilfe eines dreidimensionalen Substrats, bei dem Goldatome zwischen Schichten aus Titan und Kohlenstoff eingebettet sind. Kurioserweise war die Entdeckung seiner Anwendungen ein Zufallsfundda es ursprünglich für andere Zwecke konzipiert war.

Was den Goldeno so besonders macht, sind seine außergewöhnliche Eigenschaften, wie seine Haltbarkeit, Formbarkeit und Dehnbarkeit, gepaart mit seiner Leichtigkeit und Transparenz. Durch die Umwandlung von Gold in eine ein Atom dicke Struktur erhält es halbleitende Eigenschaften, was eine Reihe von Einsatzmöglichkeiten für die Erzeugung von Wasserstoff und die Synthese wertvoller Chemikalien eröffnet.

Wie wird es gewonnen und wozu dient es?

Die Zubereitung von Goldeno ist ein komplexer Prozess, den schwedische Forscher in der Zeitschrift veröffentlicht haben Natur. Es beginnt mit einer elektrisch leitfähigen Keramik namens Titan-Siliziumkarbid, die in dünnen Schichten angeordnet ist. Ursprünglich wollte er dieses Material mit Gold überziehen, um einen elektrischen Kontakt herzustellen. Indem das Bauteil jedoch hohen Temperaturen ausgesetzt wurde, ersetzte Gold das Silizium im Grundmaterial, ein Phänomen, das als „Interkalation“ bezeichnet wird.

Es handelt sich also um eine Entdeckung teilweise zufällig, da das Grundmaterial ursprünglich für unterschiedliche Anwendungen konzipiert war. Jahrelang verfügten Forscher über diese Kombination aus Titankarbid und Gold, ohne zu wissen, wie man das Gold in nur ein Atom dicke Schichten trennt.

Die grundlegende Neuheit entsteht, wenn eine Methode entwickelt wird, die von der japanischen Schmiedetechnik inspiriert ist Murakami-Reagenz. Dieses Reagenz wird traditionell verwendet, um Verunreinigungen aus Stahl zu entfernen und seine Farbe zu ändern. Durch Anpassen der Konzentrationen und Belichtungszeiten des Reagenzes und Durchführen des Ätzens im Dunkeln, um die Reaktion von Cyanid mit Licht zu vermeiden, war es möglich, das Gold vom Titancarbid abzulösen.

Um die Goldbleche zu stabilisieren und zu verhindern, dass sie sich kräuseln, wurde ein Tensid eingearbeitet, ein langes Molekül, das die Bleche trennt und stabilisiert. Dieser Prozess gipfelte in der Entwicklung von Goldeno mit außergewöhnlichen Eigenschaften, die es ideal für Anwendungen wie die Wasserstoffproduktion und die Herstellung hochwertiger Chemikalien machen.

Im Vergleich zu anderen Materialien Der Goldeno zeichnet sich durch seine Effizienz aus. Es verfügt über eine außergewöhnliche elektrische und thermische Leitfähigkeit, die der von Kupfer und Aluminium überlegen und mit Graphen vergleichbar ist. Trotz seiner Dünnheit ist es ebenso stark und flexibel wie Graphen. Als Halbleiter kann es ähnlich wie Silizium in der Elektronik eingesetzt werden, hat jedoch den Vorteil, dass es dünner und möglicherweise effizienter in elektronischen Geräten ist.

Aufgrund seiner Eigenschaften eignet sich Goldeno ideal für vielfältige Anwendungen in der Technik und Materialwissenschaft. Derzeit reicht die Herstellung von Goldeno-Blättern 200 Millimeterwas bereits eine Umsetzung in praktische Anwendungen ermöglicht.

Seine zweidimensionale Struktur könnte Prozesse erleichtern Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CO₂) Beitrag zum Kampf gegen den Klimawandel.

Seine zweidimensionale Struktur könnte die selektive Beseitigung von Verunreinigungen und Schadstoffen ermöglichen, die für die Entwicklung genutzt werden könnten Wasserfiltrations- und -reinigungssysteme effektiver und nachhaltiger.

Darüber hinaus zeigt Goldeno eine Wirksamkeit als Katalysator, was eine der interessantesten Anwendungen überhaupt ermöglicht die Produktion von grünem Wasserstoff ankurbelneine saubere und erneuerbare Energiequelle, die eine effiziente Erzeugung erfordert, die für den Übergang zu einer nachhaltigeren Wirtschaft unerlässlich ist.