Nouvelle recherche menée par le corps professoral de l'Université de Binghamton, Université d'État de New York, pourrait aider les technologies énergétiques plus propres.

La réaction atomique entre les gaz et les oxydes est une pièce clé de nombreux puzzles technologiques. Cela peut entraîner des avantages tels que de meilleurs catalyseurs pour permettre des technologies énergétiques plus propres, ou à des problèmes comme la corrosion.

Comprendre ces interactions n'est pas toujours facile, bien que, et ne va souvent pas au-delà de la surface, littéralement.

Une équipe de l'Université de Binghamton, le Brookhaven National Laboratory et l'Institut national des normes et de la technologie, dirigés par le professeur Guangwen Zhou de la Thomas J. Watson School of Engineering and Applied Science's Department of Mechanical Engineering, disposent d'une nouvelle façon d'approfondir la façon dont les molécules de gaz affectent les atomes sous-jacents. la surface d'un matériau.

Le matériau étudié est l'oxyde cuivrique, un oxyde de cuivre qui intéresse de nombreux chercheurs car il est plus abondant et abordable que les métaux nobles comme l'argent, or et platine, et il est utilisé pour de nombreux procédés tels que la production de méthanol.

Pour l'article "Surface-reaction induite par la structure des oscillations dans le sous-sol, " publié plus tôt ce mois-ci dans Communication Nature , Zhou et ses collègues chercheurs (y compris les étudiants au doctorat de Binghamton Xianhu Sun, Wenhui Zhu, Dongxiang Wu, Chaoran Li, Jianyu Wang, Yaguang Zhu et Xiaobo Chen) ont examiné la réaction entre l'hydrogène et l'oxyde de cuivre en utilisant la microscopie électronique à transmission à l'échelle atomique.

La technique leur a permis de voir la surface et le sous-sol simultanément et en temps réel, montrant que les oscillations structurelles sont induites dans le sous-sol par la perte d'oxygène de la surface de l'oxyde.

"Cette étude montre comment la réaction de la surface se propage aux couches atomiques plus profondes. Nous la regardons à partir d'une coupe transversale afin que nous puissions voir les atomes à la fois dans la couche supérieure et les couches souterraines plus clairement, " dit Zhou, qui enseigne dans le cadre du programme de science et d'ingénierie des matériaux et est également directeur associé de l'Institut de recherche sur les matériaux de Binghamton.

Cette nouvelle étude est financée par le ministère de l'Énergie, dans l'espoir que les résultats puissent conduire à de meilleurs catalyseurs, batteries améliorées, des véhicules plus durables et d'autres produits de meilleure qualité.

« Si nous connaissons ces mécanismes de réaction, nous pouvons concevoir de meilleurs matériaux, " a déclaré Zhou. " Nous ne pouvons pas nous soucier seulement de la surface mais aussi des couches plus profondes si nous voulons mieux comprendre le processus. "