Do katalizatorów i superkondensatorów
Disiarczek molibdenu (MoS2) był w swoim czasie postrzegany jako poważny konkurent grafenu. Jednak ekscytacja nim zaczęła mijać, gdy okazało się, że MoS2 zawiera rodzaj „pułapek” na elektrony. „Pułapki” te to zanieczyszczenia lub zaburzenia struktury, które znacząco zmniejszają użyteczne właściwości elektroniczne materiału.
Część naukowców zajęła się poszukiwaniem sposobów na usunięcie „pułapek” z materiału, a inni zaczęli zastanawiać się, czy MoS2 nie można wykorzystać w innych zastosowaniach. Naukowcy z Rice University opracowali nową technikę manipulacji MoS2, dzięki której uzyskali materiał, który może jednocześnie służyć jako katalizator w ogniwach paliwowych i elektroda w superkondensatorach.
Zespół prowadzony przez Jamesa Toura informuje na łamach Advanced Materials, o uzyskaniu cienkich warstw MoS2 z maksymalną możliwą do uzyskania powierzchnią krawędzi. Taki materiał może być bardzo efektywnym katalizatorem reakcji HER (hydrogen evolution reaction) przeprowadzanych w wodorowych ogniwach paliwowych. Reakcja przebiega na krawędziach materiału. Dwuwymiarowy materiał jest jak kartka papieru. Wielka powierzchnia z niewielką ilością krawędzi. Jednak nasz materiał jest niezwykle porowaty. Na przedstawionych państwu obrazkach widzicie kawałki o długości 5 do 6 nanometrów i wiele krawędzi. Tak jakby cały materiał by upstrzony wywierconymi dziurami - mówi Tour do dziennikarzy. Jego wydajność jako katalizatora HER jest lepsza niż jakiegokolwiek innego materiału w disiarczku molibdenu. Jest przy tym naprawdę łatwy w produkcji - dodał.
Uczeni z Rice'a najpierw wykorzystali proces anodowania w temperaturze pokojowej do wyhodowania warstwy tlenku molibdenu na molibdenowym podłożu. Następnie przez godzinę wystawili tlenek molibdenu na działanie oparów siarki o temperaturze 300 stopni Celsjusza. Uzyskali w ten sposób disiarczek molibdenu o elastycznej, porowatej strukturze podobnej do gąbki. Szybko zdali sobie sprawę, że taki materiał może przydać się tam, gdzie kluczem do sukcesu jest duża powierzchnia – w superkondensatorach i katalizatorach. Okazało się, że materiał nadaje się do obu zastosowań. Zbudowany je jego bazie superkondensator po 10 000 cykli ładowania/rozładowania stracił jedynie 10% pierwotnej pojemności. Po 20 000 cykli jego pojemność spadła do 83% pierwotnej.
Komentarze (13)
Jajcenty, 5 listopada 2014, 17:22
10000 ładowań to jakieś 27 lat przy codziennym ładowaniu. Nawet gdyby ładować to trzy razy dziennie (praca, sklep, dom) to i tak wystarcza żywotności. No to pozostaje rozwiązać problem gęstości energii. Potem już tylko infrastruktura, akcyza, vat na prąd do baku i możemy się cieszyć świeżym powietrzem w miastach.
Astroboy, 5 listopada 2014, 18:32
Z gęstością enegii wcale nie jest tak źle. Już kiedyś podawałem namiary na ten obrazek (nie jestem w temacie, ale chyba jest już przestarzały);
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Supercapacitors-vs-batteries-chart.png
Radość ze świeżego powietrza może być zbyt entuzjastyczna – nie chodzi tylko o to, czy obywatele z radością przełkną akcyzę i vat – tę energię trzeba jakoś wytworzyć.
thikim, 5 listopada 2014, 18:41
Sądząc z artykułów takich jak ten to żyjemy o krok od przełomu. Co miesiąc przełom, co miesiąc bliżej komputera kwantowego, bliżej super źródeł energii, bliżej super baterii, super kondensatorów, super nośników danych.
Tymczasem od lat:
- pojemność nośników stoi (HDD i taśmy, piszę o największych)
- pojemność baterii stoi (lepiej mieć nawet baterię Nokii sprzed 10 lat kiedy dbali o jakość niż nową o super pojemności)
- źródła energii to dalej węgiel, atom, woda (reszta osiąga jakąkolwiek granicę stosowalności dzięki dotacjom
)
itd.
Flaku, 5 listopada 2014, 20:50
Opracuj technologię i ją wprowadź, to może coś ruszy.
thikim, 5 listopada 2014, 21:18
Taka głębiej skrywana myśl w moim poście brzmiała: postęp wyhamowuje mimo coraz większej liczby artykułów o postępie. A Ty mi piszesz: żeby go przyspieszyć. Trochę to nielogiczne.
Jajcenty, 5 listopada 2014, 21:20
Grzeszysz. od 3 lat nie mam potrzeby wymiany dysków. Mam 120 GB w lapopie ( 20 wolne) i 4,4TB w stacjonarnym (50% wolne). Zaczynałem od dysków 10 MB, FD miał 360 KB. Teraz pojemności rzędu dziesiątek TB są w domowych NASach a biznes swobodnie zużywa petabajty. Prawie dziewięć rzędów w 30 lat
gooostaw, 6 listopada 2014, 12:35
Dokładnie. Ja nie byłem w stanie zapełnić 1.5 TB dysku, a kiedy mi się to udało to się okazało że większość to niepotrzebne śmieci które mogę usunąć. Za to ostatnio zainwestowałem w napęd SSD, który ma czasy dostępu i prędkość odczytu taką jak jeszcze niedawno miały kości RAM. Jak dla mnie to postęp wręcz namacalny.
Co do baterii z Nokii to pamiętasz ich wielkość i wagę? Jasne że jest postęp.
A nowe źródła energii? No cóż, czekamy na fuzję. Projekty się mnożą. Warto też pamiętać o wzroście wydajności ogniw fotowoltaicznych i rozwoju tej dziedziny:
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Best_Research-Cell_Efficiencies.png
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/71/Price_history_of_silicon_PV_cells_since_1977.svg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/53/SolarCellProduction-E.PNG
Astroboy, 6 listopada 2014, 16:29
Rozwój w wielu dziedzinach niewątpliwie jest faktem, choć fakt ten okupiony jest niejednokrotnie krwią niewinnych.
Chcę jednak opowiedzieć się po stronie Thikima, chociaż nie chodzi mi o brak progresu, a o "publicystykę" rozwoju właśnie dotyczącą. Od bardzo wielu lat obserwuję w tej materii przerost marketingu nad treścią. Najbardziej bolesne jest to, że dawno już temu rzecz sięgnęła i nauki. Rozumiem, że naukowiec też człowiek i grant zdobyć musi, by na chleb starczyło, a lepiej jeszcze, by i na dobre wino.
Nic lepszego przecież nie istnieje niż temat "nośny", o którym wiele się mówi, a i pisze przeca, bo tu już i licznik cytowań wszelakich rośnie. Trudno i dziwić się czasem zagubionemu dziennikarzowi kiedy zoczy abstrakt, w którym autorzy "po raz pierwszy" coś tam, że "wyniki mogą mieć kolosalny wpływ", itp., itd. Gdy spojrzy na to fachowiec, to zobaczy jedynie, że chłopcy i owszem, po raz pierwszy dodali dziwny człon do leciwych już równań, z czego jednak niewiele wynika, a celowości zabiegu nikt nie ogarnia.
tommy2804, 11 listopada 2014, 18:12
Szanowny Jajcenty,
wszystko dobrze tylko z tą akcyzą i podatkami pochodnymi to nie podpowiadaj tym chamom z parlamentu
pogo, 12 listopada 2014, 09:15
Nie trzeba im podpowiadać aby coś opodatkować, oni już o tym myślą. Raczej trzeba im podpowiedzieć jak opodatkować prąd dla samochodów nie podnosząc jednocześnie akcyzy na prąd w domu.
thikim, 12 listopada 2014, 15:08
Zbieg okoliczności. Ja też nie wymieniam. Bo nie mam na co.
Jak kiedyś po roku miałem w sklepie dysk dwa razy większy to po trzech mogłem kupić dysk 8 razy większy. I byl sens wymienić 200 GB na 1,5 TB.
A teraz od bodajże 2010 licząc do dziś 2014 roku: mogę sobie wymienić 2 TB na 3 TB... czyli efekt prawie żaden.
Ja zaś mam dane genealogiczne - zdjęcia zajmujące już setki GB jak nie TB. Ich zdobycie było po prostu czasochłonne. To są lata robienia zdjeć cmentarzy, ksiąg parafialnych, archiwalnych oraz ściągania ich z netu.
Ich strata oznaczałaby stratę lat pracy - więc musi być kopia. TB nie potrzymam sobie na DVD.
Brakuje mi miejsca. I do tej pory nie było z tym problemu bo był postęp.
Do tego dorzucam nowy aparat i nowe filmy z niego w więszej rozdzielczości. GB znikają aż miło.
Ilość danych rośnie szybko, dyski rosną wolno.
Co do baterii do Nokii. Hmm, pamiętać nie muszę wagi bo je mam. Ale mieć a ważyć to inna sprawa. To ile więcej ważą?
Postęp wyhamowuje. Ani częstotliwość procesorów nie idzie tak do góry, ani litografia nie jest w stanie się szybko przebijać przez kolejne 22, 7 itd nm.
ani wielkość dysku nie rośnie już dwa razy rocznie.
Nawet pendrivy już nie rosną tak. Bo jakby rosły tak jak wcześniej to bym już miał w kieszeni 2 TB - sprawdzam. Nie mam.
Jajcenty, 12 listopada 2014, 16:52
4TB - czyli PODWOJENIE rozmiaru w 4 lata. rzeczywiście na krzywej trendu widać wyhamowanie ale takie okresy zdarzały się juz wcześniej
Wykresik
Astroboy, 12 listopada 2014, 17:02
Powiedziałbym, że z pewnych technologii, które stają się coraz bardziej leciwe więcej już się nie wyciśnie. Jak doskonale wszyscy wiemy, badania w tej materii (niewątpliwe zasobne w fundusze – gra wszak idzie o sporą kasę) idą pełną parą. Jestem daleki od prorokowania, bo z badań tych wyjść może zatwardzenie jak i pełne nowych możliwości rozwiązania. W ostatnim wypadku trend będzie początkowo niemal eksponencjalny (o ile będzie
).
EDIT: Thikim, wiesz zapewne doskonale, że większa rozdzielczość to niekoniecznie większa rozdzielczość.
Degradacja optyki do "plastikowego oczka" przy 40 Mpx to zwyczajna naiwność, ale są tacy, którzy to kupują. Jeśli jednak stosujesz produkty Hasselblada, to oczywiście nie ma tematu. 