Diese mikroskopisch kleinen Kohlenstoffpartikel können einen Strom erzeugen, indem sie einfach mit einer Flüssigkeit um sie herum interagieren.

07.06.2021

Dept. of Engineering, University of Cambridge

, saugt Elektronen aus den Partikeln und liefert einen Strom, der auch verwendet werden könnte, um chemische Prozesse anzutreiben. Die Forscher zeigten tatsächlich, dass dieser elektrische Strom verwendet werden könnte, um eine organische chemische Reaktion, die als Alkoholoxidation bekannt ist, anzutreiben, die inder chemischen Industrie.Die Forscher haben bereits mit der Entwicklung von Kleinrobotern begonnen, die eines Tages als Diagnose- oder Umweltsensor eingesetzt werden könnten. Aber wie?

Im Jahr 2010 entdeckte der Hauptautor Michael Strano, der Carbon P. Dubbs Professor of Chemical Engineering am MIT, dass Kohlenstoff-Nanoröhren, hohle Röhren, die aus einem Gitter von Kohlenstoffatomen bestehen, die dünner als ein menschliches Haar, aber stärker als Stahl sind, können "Thermowellen" erzeugen. Diese Studie führte zu dieser Entdeckung, und nun entdeckten Strano und seine Studenten eine weitere Eigenschaft von Kohlenstoffnanoröhren.

Die Forscher fanden heraus, dass die Beschichtung eines Teils einer Nanoröhre mit einem teflonähnlichen Polymer ein Ungleichgewicht verursacht, das es den Elektronen ermöglicht, vom beschichteten zum unbeschichteten Teil der Röhre zu fließen, wodurch ein elektrischer Strom erzeugt wird. Die Forscher fanden heraus, dass diese Elektronen möglicherweisedurch Eintauchen der Partikel in ein "elektronenhungriges" Lösungsmittel extrahiert werden.

Um die Studie durchzuführen und stromerzeugende Partikel zu entwickeln, zermahlte das Team Kohlenstoff-Nanoröhrchen und formte sie zu einem Blatt aus papierähnlichem Material, das sie dann auf einer Seite mit einem teflonähnlichen Polymer beschichteten, bevor sie mikroskopisch kleine Partikel vonjede Form oder Größe.

WerbungInsgesamt erzeugten sie Partikel mit einer Größe von 250 x 250 Mikron, und wenn diese Partikel in ein organisches Lösungsmittel wie Acetonitril eingetaucht wurden, blieb das Lösungsmittel an der Oberfläche der Partikel haften und begann, ihre Elektronen auf eine Art und Weise aufzunehmenEnergie aus seiner Umgebung."Das Lösungsmittel nimmt Elektronen weg, und das System versucht, sich durch die Bewegung von Elektronen auszugleichen", erklärte Strano. "Es gibt keine ausgeklügelte Batteriechemie im Inneren. Es ist nur ein Teilchen, das man in Lösungsmittel gibt und es beginnt, ein elektrisches Feld zu erzeugen."

Auf diese Weise können die Partikel in ihrer aktuellen Form etwa 0,7 Volt erzeugen

Strom

pro Partikel. Strano sagte, er möchte diese Art der Energieerzeugung nutzen, um Polymere zu bauen, die nur Kohlendioxid als Ausgangsmaterial verwenden.

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