清华大学王保国教授团队从事膜分离和电化学工程的交叉领域科学研究，迄今已有近 20 年时间。他们从降低能耗角度出发，提出了“一体化”膜电极的概念，其核心是通过在多孔膜中，电催化剂原位取向生长策略，降低电子/气体/离子的传递阻力，从而提高电解水产氢速率。通过该策略，在 1.6 伏电压条件，实现 1000mA.cm-2 ...
该研究中的多孔膜中原位生长策略是一种创新设计,通过材料结构的创新,降低电解槽内阻,最终实现性能提升。由于膜本身很薄仅 80-100 微米,膜内的微孔仅 0.2 微米,因此在其中制备特定取向结构充满了挑战。 研究团队从物理化学性质基本的特性...
近日,深圳大学郑壮豪特聘教授团队提出了一种创新策略,通过引入有机-无机杂化钙钛矿材料MAPbI3到层状Sb2Te3薄膜中,实现了热电性能与机械柔性的协同增强。研究显示,MAPbI3在原子尺度上诱发了Sb2Te3晶体结构的有序调控,有效抑制了(015)...
通过在多孔膜中催化剂原位取向生长策略,制备的复合膜的跨膜泡点压强显著提高,膜面电阻降低至 0.05Ωcm2;基于耐碱的聚丙烯膜骨架的 CoNiS 纳米片状电催化剂,复合膜在 80℃ 的 30wt.% 氢氧化钾浸润1000 小时后,膜面电阻未发现明显变化。 由于有序的三维 CoNiS 催化层结构、超低的膜面电阻及一体化的膜层/催化...
例如,在某些晶向上原子间的化学键较强,原子添加到该晶面的难度较大,生长速率较慢;而在另一些晶向上,化学键相对较弱,原子容易附着,生长速率较快,从而使晶体在生长过程中表现出择优取向。 表面能差异:晶体不同晶面的表面能不同,表面能较低的晶面相对更稳定。根据能量最低原理,晶体生长过程中会倾向于优先发展表面...
例如,镍基单晶高温合金是具有面心立方结构的固溶体,具有001>方向的择优取向,所生长的单晶去除了易产生裂纹源的晶界,因此其高温力学性能明显提高。 晶面能量越高,原子堆积速度越快,垂直该晶面方向的生长速度就越快,越容易出现晶体的取向生长行为。晶体取向生长往往导致两个结果:①晶体沿垂直该晶面的方向快速生长;②该...
当压电陶瓷中的晶粒沿某一方向取向生长后,其性能可以比晶粒自由生长陶瓷的性能大幅度提高,可达到晶粒自由生长陶瓷的2—3倍,是同组分单晶性能的60%一80%,并具有制备时间短、成本低的优点,被誉为“穷人的单晶”。因此,压电陶瓷的晶粒取向生长技术成为近年来信息功能陶瓷制备技术发展的一个重要方向。尤其是2004年Saito...
借助X射线衍射结构测试发现,未引入DAT制备获得的钙钛矿薄膜呈现明显的(111)晶面择优取向,而DAT分子的引入调控了钙钛矿薄膜的结晶动力学,获得了(100)晶面择优取向生长的薄膜。借助晶体学分析(宏观织构测试,图2),研究证实了DAT分子对钙钛矿薄膜晶...
近日,复旦大学车仁超课题组通过将Kirkendall扩散应用于取向生长过程,开发了一种原位取向生长策略以构建微米级的Fe3O4–Fe3O4@C异质结。经过沉淀和相变过程,取向的Fe3O4八面体紧密地扎根于各向异性的Fe3O4@C体中,构造各种磁性结构并增强杂散磁场强度。合成后的磁电介质微球对电磁波表现出出色的能量转换能力,包括...
理解晶体生长取向的规律,就像掌握物质世界的排列密码。从手机芯片里的纳米级晶体管,到青藏高原上的巨型水晶洞,物质都在用自己的方式诉说排列之美。下次看到阳光下闪烁的冰糖块,不妨想想那些在微观世界里排队组合的糖分子,它们的选择决定了晶体是方是圆,是硬是脆。这种隐藏在物质深处的秩序,正是材料科学探索不息的奥秘...