Decorazione di verde sintetizzato S, N

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 8103 (2022) Citare questo articolo

1557 accessi

9 citazioni

8 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

Una correzione dell'autore a questo articolo è stata pubblicata il 2 agosto 2022

Questo articolo è stato aggiornato

I nanotubi di Halloysite (HNT) con siti altamente attivi vengono utilizzati come supporti minerali stratificati naturali. Punti quantici di grafene drogato con zolfo e azoto (S, N-GQD) come additivo conduttivo e CoFe2O4 come elettrocatalizzatore sono stati decorati su un supporto HNT per progettare un materiale attivo efficace ed ecologico. In questo caso, un nanocomposito ecologico CoFe2O4/S, N-GQD/HNT è fabbricato tramite un metodo idrotermale verde per attrezzare i siti di stoccaggio dell'idrogeno sviluppati e per consentire il trasporto rapido della carica per l'utilizzo dello stoccaggio dell'idrogeno. La capacità di stoccaggio dell'idrogeno degli HNT puri era di 300 mAhg−1 con una densità di corrente di 1 mA dopo 20 cicli, mentre quella degli HNT rivestiti con S, N-GQD (S, N-GQD/HNT) era di 466 mAhg−1 in condizioni identiche condizioni. Era anche concepibile aumentare la capacità di assorbimento dell'idrogeno attraverso la procedura di spillover collegando CoFe2O4 nella nanoargilla halloysite. La capacità di stoccaggio dell'idrogeno dei CoFe2O4/HNT era di 450 mAhg−1, mentre quella dei nanocompositi rappresentativi progettati di CoFe2O4/S, N-GQD/HNT era di 600 mAhg−1. La nano argilla halloysite e la halloysite trattata mostrano potenziale come materiali per elettrodi per l'accumulo di energia elettrochimica in mezzi alcalini; in particolare, i nanocompositi ternari CoFe2O4/S, N-GQD/HNT dimostrano prestazioni sviluppate di assorbimento dell'idrogeno in termini di presenza di additivi conduttivi, fisisorbimento e meccanismi di spillover.

I minerali argillosi sono stati ampiamente sfruttati per espandere i nanocomposti funzionali, grazie alla diversità di questi silicati nell'assemblare vari tipi di specie attive a dimensioni nanometriche1,2. Di conseguenza, materiali diversi, come nanoparticelle, polimeri o componenti biologici, possono essere assemblati per creare nanocostruzioni altamente diverse di interesse come nanocompositi di argilla per applicazioni nello stoccaggio di energia, reazioni catalitiche e sensori, tra le altre richieste3,4.

Sono stati presi in considerazione diversi rapporti per l'applicazione di minerali argillosi per applicazioni di accumulo di energia in diversi dispositivi di accumulo di energia, come membrane, elettroliti ed elettrodi. I nanotubi di Halloysite (HNT) sono un'argilla tubolare con dettagli strutturali di 50 nm di diametro, 600-900 nm di lunghezza e 15 nm per il lume interno5,6. Halloysite è un materiale distintivo che viene costruito arrotolando fogli di caolino in nanotubi mesoporosi a pareti multiple. La superficie dell'halloysite è creata da allumina (superfici dei lumi) e silice (altre superfici)7,8. Le sue caratteristiche eccezionali includono struttura cava, elevata porosità, caratteristiche superficiali modificabili, basso costo, funzionalizzazione superficiale versatile e facile preparazione9,10,11,12,13. La modifica superficiale dei nanotubi di halloysite può essere condotta nella superficie esterna o nel lume interno. Il tipo di strategia di modifica superficiale da scegliere può dipendere dal tipo di applicazione richiesta. Questi agenti di modifica includono polimeri, nanoparticelle, tensioattivi, accoppiamento organosilano, attacco acido e composti di origine biologica14.

L'energia e la generazione di energia sono gli argomenti fondamentali per gestire l'idoneità della società industriale e della vita umana. Tutte le attività necessitano di energia, compresa la produzione di prodotti, il raffreddamento o il riscaldamento degli edifici, la guida e l'illuminazione dei sistemi motori15. Attualmente, per soddisfare la maggior parte del fabbisogno energetico, ci affidiamo a fonti di energia non rinnovabili. Queste fonti non rinnovabili si stanno rapidamente esaurendo a causa della loro vasta attività16. Inoltre, queste fonti sono una base essenziale per il cambiamento del clima perché queste combustioni fossili rilasciano anidride carbonica (CO2), che è assolutamente distruttiva per l’ambiente17. Pertanto, l’energia dell’idrogeno può rappresentare la fonte più impegnativa per i dispositivi energetici in futuro18. L'idrogeno è identificato come una fonte di energia non tossica e a basso prezzo per utilizzi statici e trasferibili. L'idrogeno fornisce energia riproducibile dopo l'accensione19. Gli scienziati hanno preso in considerazione l’idrogeno come un incoraggiante combustibile futuro per le sue caratteristiche sostanziali. Queste caratteristiche sono, l'abbondanza nel mondo, una fonte di energia incontaminata e il combustibile più leggero20,21.